sched: Move load balance code into sched_fair.c
[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 = 5000000ULL;
39 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 5000000ULL;
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: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
56  */
57 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 1000000ULL;
58 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 1000000ULL;
59
60 /*
61  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
62  */
63 static unsigned int sched_nr_latency = 5;
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->exec_max, max((u64)delta_exec, curr->exec_max));
509
510         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
511         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
512         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
513
514         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
515         update_min_vruntime(cfs_rq);
516 }
517
518 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
519 {
520         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
521         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock;
522         unsigned long delta_exec;
523
524         if (unlikely(!curr))
525                 return;
526
527         /*
528          * Get the amount of time the current task was running
529          * since the last time we changed load (this cannot
530          * overflow on 32 bits):
531          */
532         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
533         if (!delta_exec)
534                 return;
535
536         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
537         curr->exec_start = now;
538
539         if (entity_is_task(curr)) {
540                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
541
542                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
543                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
544                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
545         }
546 }
547
548 static inline void
549 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
550 {
551         schedstat_set(se->wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
552 }
553
554 /*
555  * Task is being enqueued - update stats:
556  */
557 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
558 {
559         /*
560          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
561          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
562          */
563         if (se != cfs_rq->curr)
564                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
565 }
566
567 static void
568 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
569 {
570         schedstat_set(se->wait_max, max(se->wait_max,
571                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start));
572         schedstat_set(se->wait_count, se->wait_count + 1);
573         schedstat_set(se->wait_sum, se->wait_sum +
574                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start);
575 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
576         if (entity_is_task(se)) {
577                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
578                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->wait_start);
579         }
580 #endif
581         schedstat_set(se->wait_start, 0);
582 }
583
584 static inline void
585 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
586 {
587         /*
588          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
589          * waiting task:
590          */
591         if (se != cfs_rq->curr)
592                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
593 }
594
595 /*
596  * We are picking a new current task - update its stats:
597  */
598 static inline void
599 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
600 {
601         /*
602          * We are starting a new run period:
603          */
604         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
605 }
606
607 /**************************************************
608  * Scheduling class queueing methods:
609  */
610
611 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
612 static void
613 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
614 {
615         cfs_rq->task_weight += weight;
616 }
617 #else
618 static inline void
619 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
620 {
621 }
622 #endif
623
624 static void
625 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
626 {
627         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
628         if (!parent_entity(se))
629                 inc_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
630         if (entity_is_task(se)) {
631                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, se->load.weight);
632                 list_add(&se->group_node, &cfs_rq->tasks);
633         }
634         cfs_rq->nr_running++;
635         se->on_rq = 1;
636 }
637
638 static void
639 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
640 {
641         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
642         if (!parent_entity(se))
643                 dec_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
644         if (entity_is_task(se)) {
645                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, -se->load.weight);
646                 list_del_init(&se->group_node);
647         }
648         cfs_rq->nr_running--;
649         se->on_rq = 0;
650 }
651
652 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
653 {
654 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
655         struct task_struct *tsk = NULL;
656
657         if (entity_is_task(se))
658                 tsk = task_of(se);
659
660         if (se->sleep_start) {
661                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->sleep_start;
662
663                 if ((s64)delta < 0)
664                         delta = 0;
665
666                 if (unlikely(delta > se->sleep_max))
667                         se->sleep_max = delta;
668
669                 se->sleep_start = 0;
670                 se->sum_sleep_runtime += delta;
671
672                 if (tsk) {
673                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
674                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
675                 }
676         }
677         if (se->block_start) {
678                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->block_start;
679
680                 if ((s64)delta < 0)
681                         delta = 0;
682
683                 if (unlikely(delta > se->block_max))
684                         se->block_max = delta;
685
686                 se->block_start = 0;
687                 se->sum_sleep_runtime += delta;
688
689                 if (tsk) {
690                         if (tsk->in_iowait) {
691                                 se->iowait_sum += delta;
692                                 se->iowait_count++;
693                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
694                         }
695
696                         /*
697                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
698                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
699                          * amount of time that the task spent sleeping:
700                          */
701                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
702                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
703                                                 (void *)get_wchan(tsk),
704                                                 delta >> 20);
705                         }
706                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
707                 }
708         }
709 #endif
710 }
711
712 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
713 {
714 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
715         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
716
717         if (d < 0)
718                 d = -d;
719
720         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
721                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
722 #endif
723 }
724
725 static void
726 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
727 {
728         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
729
730         /*
731          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
732          * however the extra weight of the new task will slow them down a
733          * little, place the new task so that it fits in the slot that
734          * stays open at the end.
735          */
736         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
737                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
738
739         /* sleeps up to a single latency don't count. */
740         if (!initial && sched_feat(FAIR_SLEEPERS)) {
741                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
742
743                 /*
744                  * Convert the sleeper threshold into virtual time.
745                  * SCHED_IDLE is a special sub-class.  We care about
746                  * fairness only relative to other SCHED_IDLE tasks,
747                  * all of which have the same weight.
748                  */
749                 if (sched_feat(NORMALIZED_SLEEPER) && (!entity_is_task(se) ||
750                                  task_of(se)->policy != SCHED_IDLE))
751                         thresh = calc_delta_fair(thresh, se);
752
753                 /*
754                  * Halve their sleep time's effect, to allow
755                  * for a gentler effect of sleepers:
756                  */
757                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
758                         thresh >>= 1;
759
760                 vruntime -= thresh;
761         }
762
763         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
764         vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
765
766         se->vruntime = vruntime;
767 }
768
769 #define ENQUEUE_WAKEUP  1
770 #define ENQUEUE_MIGRATE 2
771
772 static void
773 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
774 {
775         /*
776          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
777          * through callig update_curr().
778          */
779         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATE))
780                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
781
782         /*
783          * Update run-time statistics of the 'current'.
784          */
785         update_curr(cfs_rq);
786         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
787
788         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
789                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
790                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
791         }
792
793         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
794         check_spread(cfs_rq, se);
795         if (se != cfs_rq->curr)
796                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
797 }
798
799 static void __clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
800 {
801         if (!se || cfs_rq->last == se)
802                 cfs_rq->last = NULL;
803
804         if (!se || cfs_rq->next == se)
805                 cfs_rq->next = NULL;
806 }
807
808 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
809 {
810         for_each_sched_entity(se)
811                 __clear_buddies(cfs_rq_of(se), se);
812 }
813
814 static void
815 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
816 {
817         /*
818          * Update run-time statistics of the 'current'.
819          */
820         update_curr(cfs_rq);
821
822         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
823         if (sleep) {
824 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
825                 if (entity_is_task(se)) {
826                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
827
828                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
829                                 se->sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
830                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
831                                 se->block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
832                 }
833 #endif
834         }
835
836         clear_buddies(cfs_rq, se);
837
838         if (se != cfs_rq->curr)
839                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
840         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
841         update_min_vruntime(cfs_rq);
842
843         /*
844          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
845          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
846          * movement in our normalized position.
847          */
848         if (!sleep)
849                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
850 }
851
852 /*
853  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
854  */
855 static void
856 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
857 {
858         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
859
860         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
861         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
862         if (delta_exec > ideal_runtime) {
863                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
864                 /*
865                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
866                  * re-elected due to buddy favours.
867                  */
868                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
869                 return;
870         }
871
872         /*
873          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
874          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
875          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
876          */
877         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
878                 return;
879
880         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
881                 return;
882
883         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
884                 struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
885                 s64 delta = curr->vruntime - se->vruntime;
886
887                 if (delta > ideal_runtime)
888                         resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
889         }
890 }
891
892 static void
893 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
894 {
895         /* 'current' is not kept within the tree. */
896         if (se->on_rq) {
897                 /*
898                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
899                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
900                  * runqueue.
901                  */
902                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
903                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
904         }
905
906         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
907         cfs_rq->curr = se;
908 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
909         /*
910          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
911          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
912          * when there are only lesser-weight tasks around):
913          */
914         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
915                 se->slice_max = max(se->slice_max,
916                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
917         }
918 #endif
919         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
920 }
921
922 static int
923 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
924
925 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
926 {
927         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
928         struct sched_entity *left = se;
929
930         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
931                 se = cfs_rq->next;
932
933         /*
934          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
935          */
936         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
937                 se = cfs_rq->last;
938
939         clear_buddies(cfs_rq, se);
940
941         return se;
942 }
943
944 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
945 {
946         /*
947          * If still on the runqueue then deactivate_task()
948          * was not called and update_curr() has to be done:
949          */
950         if (prev->on_rq)
951                 update_curr(cfs_rq);
952
953         check_spread(cfs_rq, prev);
954         if (prev->on_rq) {
955                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
956                 /* Put 'current' back into the tree. */
957                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
958         }
959         cfs_rq->curr = NULL;
960 }
961
962 static void
963 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
964 {
965         /*
966          * Update run-time statistics of the 'current'.
967          */
968         update_curr(cfs_rq);
969
970 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
971         /*
972          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
973          * validating it and just reschedule.
974          */
975         if (queued) {
976                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
977                 return;
978         }
979         /*
980          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
981          */
982         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
983                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
984                 return;
985 #endif
986
987         if (cfs_rq->nr_running > 1 || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
988                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
989 }
990
991 /**************************************************
992  * CFS operations on tasks:
993  */
994
995 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
996 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
997 {
998         struct sched_entity *se = &p->se;
999         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1000
1001         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
1002
1003         if (hrtick_enabled(rq) && cfs_rq->nr_running > 1) {
1004                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
1005                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
1006                 s64 delta = slice - ran;
1007
1008                 if (delta < 0) {
1009                         if (rq->curr == p)
1010                                 resched_task(p);
1011                         return;
1012                 }
1013
1014                 /*
1015                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
1016                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
1017                  */
1018                 if (rq->curr != p)
1019                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
1020
1021                 hrtick_start(rq, delta);
1022         }
1023 }
1024
1025 /*
1026  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
1027  * current task is from our class and nr_running is low enough
1028  * to matter.
1029  */
1030 static void hrtick_update(struct rq *rq)
1031 {
1032         struct task_struct *curr = rq->curr;
1033
1034         if (curr->sched_class != &fair_sched_class)
1035                 return;
1036
1037         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
1038                 hrtick_start_fair(rq, curr);
1039 }
1040 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1041 static inline void
1042 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1043 {
1044 }
1045
1046 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
1047 {
1048 }
1049 #endif
1050
1051 /*
1052  * The enqueue_task method is called before nr_running is
1053  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
1054  * then put the task into the rbtree:
1055  */
1056 static void enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1057 {
1058         struct cfs_rq *cfs_rq;
1059         struct sched_entity *se = &p->se;
1060         int flags = 0;
1061
1062         if (wakeup)
1063                 flags |= ENQUEUE_WAKEUP;
1064         if (p->state == TASK_WAKING)
1065                 flags |= ENQUEUE_MIGRATE;
1066
1067         for_each_sched_entity(se) {
1068                 if (se->on_rq)
1069                         break;
1070                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1071                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
1072                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1073         }
1074
1075         hrtick_update(rq);
1076 }
1077
1078 /*
1079  * The dequeue_task method is called before nr_running is
1080  * decreased. We remove the task from the rbtree and
1081  * update the fair scheduling stats:
1082  */
1083 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1084 {
1085         struct cfs_rq *cfs_rq;
1086         struct sched_entity *se = &p->se;
1087
1088         for_each_sched_entity(se) {
1089                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1090                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
1091                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
1092                 if (cfs_rq->load.weight)
1093                         break;
1094                 sleep = 1;
1095         }
1096
1097         hrtick_update(rq);
1098 }
1099
1100 /*
1101  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
1102  *
1103  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
1104  */
1105 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
1106 {
1107         struct task_struct *curr = rq->curr;
1108         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1109         struct sched_entity *rightmost, *se = &curr->se;
1110
1111         /*
1112          * Are we the only task in the tree?
1113          */
1114         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
1115                 return;
1116
1117         clear_buddies(cfs_rq, se);
1118
1119         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield) && curr->policy != SCHED_BATCH) {
1120                 update_rq_clock(rq);
1121                 /*
1122                  * Update run-time statistics of the 'current'.
1123                  */
1124                 update_curr(cfs_rq);
1125
1126                 return;
1127         }
1128         /*
1129          * Find the rightmost entry in the rbtree:
1130          */
1131         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
1132         /*
1133          * Already in the rightmost position?
1134          */
1135         if (unlikely(!rightmost || entity_before(rightmost, se)))
1136                 return;
1137
1138         /*
1139          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
1140          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1141          * 'current' within the tree based on its new key value.
1142          */
1143         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
1144 }
1145
1146 #ifdef CONFIG_SMP
1147
1148 static void task_waking_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1149 {
1150         struct sched_entity *se = &p->se;
1151         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1152
1153         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1154 }
1155
1156 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1157 /*
1158  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
1159  *
1160  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
1161  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
1162  * can calculate the shift in shares.
1163  *
1164  * The problem is that perfectly aligning the shares is rather expensive, hence
1165  * we try to avoid doing that too often - see update_shares(), which ratelimits
1166  * this change.
1167  *
1168  * We compensate this by not only taking the current delta into account, but
1169  * also considering the delta between when the shares were last adjusted and
1170  * now.
1171  *
1172  * We still saw a performance dip, some tracing learned us that between
1173  * cgroup:/ and cgroup:/foo balancing the number of affine wakeups increased
1174  * significantly. Therefore try to bias the error in direction of failing
1175  * the affine wakeup.
1176  *
1177  */
1178 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
1179                 long wl, long wg)
1180 {
1181         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
1182
1183         if (!tg->parent)
1184                 return wl;
1185
1186         /*
1187          * By not taking the decrease of shares on the other cpu into
1188          * account our error leans towards reducing the affine wakeups.
1189          */
1190         if (!wl && sched_feat(ASYM_EFF_LOAD))
1191                 return wl;
1192
1193         for_each_sched_entity(se) {
1194                 long S, rw, s, a, b;
1195                 long more_w;
1196
1197                 /*
1198                  * Instead of using this increment, also add the difference
1199                  * between when the shares were last updated and now.
1200                  */
1201                 more_w = se->my_q->load.weight - se->my_q->rq_weight;
1202                 wl += more_w;
1203                 wg += more_w;
1204
1205                 S = se->my_q->tg->shares;
1206                 s = se->my_q->shares;
1207                 rw = se->my_q->rq_weight;
1208
1209                 a = S*(rw + wl);
1210                 b = S*rw + s*wg;
1211
1212                 wl = s*(a-b);
1213
1214                 if (likely(b))
1215                         wl /= b;
1216
1217                 /*
1218                  * Assume the group is already running and will
1219                  * thus already be accounted for in the weight.
1220                  *
1221                  * That is, moving shares between CPUs, does not
1222                  * alter the group weight.
1223                  */
1224                 wg = 0;
1225         }
1226
1227         return wl;
1228 }
1229
1230 #else
1231
1232 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
1233                 unsigned long wl, unsigned long wg)
1234 {
1235         return wl;
1236 }
1237
1238 #endif
1239
1240 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
1241 {
1242         struct task_struct *curr = current;
1243         unsigned long this_load, load;
1244         int idx, this_cpu, prev_cpu;
1245         unsigned long tl_per_task;
1246         unsigned int imbalance;
1247         struct task_group *tg;
1248         unsigned long weight;
1249         int balanced;
1250
1251         idx       = sd->wake_idx;
1252         this_cpu  = smp_processor_id();
1253         prev_cpu  = task_cpu(p);
1254         load      = source_load(prev_cpu, idx);
1255         this_load = target_load(this_cpu, idx);
1256
1257         if (sync) {
1258                if (sched_feat(SYNC_LESS) &&
1259                    (curr->se.avg_overlap > sysctl_sched_migration_cost ||
1260                     p->se.avg_overlap > sysctl_sched_migration_cost))
1261                        sync = 0;
1262         } else {
1263                 if (sched_feat(SYNC_MORE) &&
1264                     (curr->se.avg_overlap < sysctl_sched_migration_cost &&
1265                      p->se.avg_overlap < sysctl_sched_migration_cost))
1266                         sync = 1;
1267         }
1268
1269         /*
1270          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
1271          * effect of the currently running task from the load
1272          * of the current CPU:
1273          */
1274         if (sync) {
1275                 tg = task_group(current);
1276                 weight = current->se.load.weight;
1277
1278                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
1279                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
1280         }
1281
1282         tg = task_group(p);
1283         weight = p->se.load.weight;
1284
1285         imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1286
1287         /*
1288          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
1289          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
1290          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
1291          * about that, so that's good too.
1292          *
1293          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
1294          * task to be woken on this_cpu.
1295          */
1296         balanced = !this_load ||
1297                 100*(this_load + effective_load(tg, this_cpu, weight, weight)) <=
1298                 imbalance*(load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight));
1299
1300         /*
1301          * If the currently running task will sleep within
1302          * a reasonable amount of time then attract this newly
1303          * woken task:
1304          */
1305         if (sync && balanced)
1306                 return 1;
1307
1308         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_affine_attempts);
1309         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
1310
1311         if (balanced ||
1312             (this_load <= load &&
1313              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
1314                 /*
1315                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
1316                  * p is cache cold in this domain, and
1317                  * there is no bad imbalance.
1318                  */
1319                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
1320                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_affine);
1321
1322                 return 1;
1323         }
1324         return 0;
1325 }
1326
1327 /*
1328  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
1329  * domain.
1330  */
1331 static struct sched_group *
1332 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
1333                   int this_cpu, int load_idx)
1334 {
1335         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
1336         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
1337         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
1338
1339         do {
1340                 unsigned long load, avg_load;
1341                 int local_group;
1342                 int i;
1343
1344                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
1345                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
1346                                         &p->cpus_allowed))
1347                         continue;
1348
1349                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
1350                                                sched_group_cpus(group));
1351
1352                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
1353                 avg_load = 0;
1354
1355                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
1356                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
1357                         if (local_group)
1358                                 load = source_load(i, load_idx);
1359                         else
1360                                 load = target_load(i, load_idx);
1361
1362                         avg_load += load;
1363                 }
1364
1365                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
1366                 avg_load = (avg_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
1367
1368                 if (local_group) {
1369                         this_load = avg_load;
1370                         this = group;
1371                 } else if (avg_load < min_load) {
1372                         min_load = avg_load;
1373                         idlest = group;
1374                 }
1375         } while (group = group->next, group != sd->groups);
1376
1377         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
1378                 return NULL;
1379         return idlest;
1380 }
1381
1382 /*
1383  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
1384  */
1385 static int
1386 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
1387 {
1388         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
1389         int idlest = -1;
1390         int i;
1391
1392         /* Traverse only the allowed CPUs */
1393         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
1394                 load = weighted_cpuload(i);
1395
1396                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
1397                         min_load = load;
1398                         idlest = i;
1399                 }
1400         }
1401
1402         return idlest;
1403 }
1404
1405 /*
1406  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
1407  */
1408 static int
1409 select_idle_sibling(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
1410 {
1411         int cpu = smp_processor_id();
1412         int prev_cpu = task_cpu(p);
1413         int i;
1414
1415         /*
1416          * If this domain spans both cpu and prev_cpu (see the SD_WAKE_AFFINE
1417          * test in select_task_rq_fair) and the prev_cpu is idle then that's
1418          * always a better target than the current cpu.
1419          */
1420         if (target == cpu && !cpu_rq(prev_cpu)->cfs.nr_running)
1421                 return prev_cpu;
1422
1423         /*
1424          * Otherwise, iterate the domain and find an elegible idle cpu.
1425          */
1426         for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed) {
1427                 if (!cpu_rq(i)->cfs.nr_running) {
1428                         target = i;
1429                         break;
1430                 }
1431         }
1432
1433         return target;
1434 }
1435
1436 /*
1437  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
1438  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
1439  * SD_BALANCE_EXEC.
1440  *
1441  * Balance, ie. select the least loaded group.
1442  *
1443  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
1444  *
1445  * preempt must be disabled.
1446  */
1447 static int select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
1448 {
1449         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
1450         int cpu = smp_processor_id();
1451         int prev_cpu = task_cpu(p);
1452         int new_cpu = cpu;
1453         int want_affine = 0;
1454         int want_sd = 1;
1455         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
1456
1457         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
1458                 if (sched_feat(AFFINE_WAKEUPS) &&
1459                     cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
1460                         want_affine = 1;
1461                 new_cpu = prev_cpu;
1462         }
1463
1464         for_each_domain(cpu, tmp) {
1465                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1466                         continue;
1467
1468                 /*
1469                  * If power savings logic is enabled for a domain, see if we
1470                  * are not overloaded, if so, don't balance wider.
1471                  */
1472                 if (tmp->flags & (SD_POWERSAVINGS_BALANCE|SD_PREFER_LOCAL)) {
1473                         unsigned long power = 0;
1474                         unsigned long nr_running = 0;
1475                         unsigned long capacity;
1476                         int i;
1477
1478                         for_each_cpu(i, sched_domain_span(tmp)) {
1479                                 power += power_of(i);
1480                                 nr_running += cpu_rq(i)->cfs.nr_running;
1481                         }
1482
1483                         capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
1484
1485                         if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
1486                                 nr_running /= 2;
1487
1488                         if (nr_running < capacity)
1489                                 want_sd = 0;
1490                 }
1491
1492                 /*
1493                  * While iterating the domains looking for a spanning
1494                  * WAKE_AFFINE domain, adjust the affine target to any idle cpu
1495                  * in cache sharing domains along the way.
1496                  */
1497                 if (want_affine) {
1498                         int target = -1;
1499
1500                         /*
1501                          * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
1502                          * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
1503                          */
1504                         if (cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp)))
1505                                 target = cpu;
1506
1507                         /*
1508                          * If there's an idle sibling in this domain, make that
1509                          * the wake_affine target instead of the current cpu.
1510                          */
1511                         if (tmp->flags & SD_PREFER_SIBLING)
1512                                 target = select_idle_sibling(p, tmp, target);
1513
1514                         if (target >= 0) {
1515                                 if (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1516                                         affine_sd = tmp;
1517                                         want_affine = 0;
1518                                 }
1519                                 cpu = target;
1520                         }
1521                 }
1522
1523                 if (!want_sd && !want_affine)
1524                         break;
1525
1526                 if (!(tmp->flags & sd_flag))
1527                         continue;
1528
1529                 if (want_sd)
1530                         sd = tmp;
1531         }
1532
1533         if (sched_feat(LB_SHARES_UPDATE)) {
1534                 /*
1535                  * Pick the largest domain to update shares over
1536                  */
1537                 tmp = sd;
1538                 if (affine_sd && (!tmp ||
1539                                   cpumask_weight(sched_domain_span(affine_sd)) >
1540                                   cpumask_weight(sched_domain_span(sd))))
1541                         tmp = affine_sd;
1542
1543                 if (tmp)
1544                         update_shares(tmp);
1545         }
1546
1547         if (affine_sd && wake_affine(affine_sd, p, sync))
1548                 return cpu;
1549
1550         while (sd) {
1551                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
1552                 struct sched_group *group;
1553                 int weight;
1554
1555                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
1556                         sd = sd->child;
1557                         continue;
1558                 }
1559
1560                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
1561                         load_idx = sd->wake_idx;
1562
1563                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
1564                 if (!group) {
1565                         sd = sd->child;
1566                         continue;
1567                 }
1568
1569                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
1570                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
1571                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
1572                         sd = sd->child;
1573                         continue;
1574                 }
1575
1576                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
1577                 cpu = new_cpu;
1578                 weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
1579                 sd = NULL;
1580                 for_each_domain(cpu, tmp) {
1581                         if (weight <= cpumask_weight(sched_domain_span(tmp)))
1582                                 break;
1583                         if (tmp->flags & sd_flag)
1584                                 sd = tmp;
1585                 }
1586                 /* while loop will break here if sd == NULL */
1587         }
1588
1589         return new_cpu;
1590 }
1591 #endif /* CONFIG_SMP */
1592
1593 /*
1594  * Adaptive granularity
1595  *
1596  * se->avg_wakeup gives the average time a task runs until it does a wakeup,
1597  * with the limit of wakeup_gran -- when it never does a wakeup.
1598  *
1599  * So the smaller avg_wakeup is the faster we want this task to preempt,
1600  * but we don't want to treat the preemptee unfairly and therefore allow it
1601  * to run for at least the amount of time we'd like to run.
1602  *
1603  * NOTE: we use 2*avg_wakeup to increase the probability of actually doing one
1604  *
1605  * NOTE: we use *nr_running to scale with load, this nicely matches the
1606  *       degrading latency on load.
1607  */
1608 static unsigned long
1609 adaptive_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1610 {
1611         u64 this_run = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
1612         u64 expected_wakeup = 2*se->avg_wakeup * cfs_rq_of(se)->nr_running;
1613         u64 gran = 0;
1614
1615         if (this_run < expected_wakeup)
1616                 gran = expected_wakeup - this_run;
1617
1618         return min_t(s64, gran, sysctl_sched_wakeup_granularity);
1619 }
1620
1621 static unsigned long
1622 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1623 {
1624         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
1625
1626         if (cfs_rq_of(curr)->curr && sched_feat(ADAPTIVE_GRAN))
1627                 gran = adaptive_gran(curr, se);
1628
1629         /*
1630          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
1631          * to virtual-time in his units.
1632          */
1633         if (sched_feat(ASYM_GRAN)) {
1634                 /*
1635                  * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
1636                  * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
1637                  * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
1638                  * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
1639                  * be smaller, again penalizing the lighter task.
1640                  *
1641                  * This is especially important for buddies when the leftmost
1642                  * task is higher priority than the buddy.
1643                  */
1644                 if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
1645                         gran = calc_delta_fair(gran, se);
1646         } else {
1647                 if (unlikely(curr->load.weight != NICE_0_LOAD))
1648                         gran = calc_delta_fair(gran, curr);
1649         }
1650
1651         return gran;
1652 }
1653
1654 /*
1655  * Should 'se' preempt 'curr'.
1656  *
1657  *             |s1
1658  *        |s2
1659  *   |s3
1660  *         g
1661  *      |<--->|c
1662  *
1663  *  w(c, s1) = -1
1664  *  w(c, s2) =  0
1665  *  w(c, s3) =  1
1666  *
1667  */
1668 static int
1669 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1670 {
1671         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
1672
1673         if (vdiff <= 0)
1674                 return -1;
1675
1676         gran = wakeup_gran(curr, se);
1677         if (vdiff > gran)
1678                 return 1;
1679
1680         return 0;
1681 }
1682
1683 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
1684 {
1685         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1686                 for_each_sched_entity(se)
1687                         cfs_rq_of(se)->last = se;
1688         }
1689 }
1690
1691 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
1692 {
1693         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1694                 for_each_sched_entity(se)
1695                         cfs_rq_of(se)->next = se;
1696         }
1697 }
1698
1699 /*
1700  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1701  */
1702 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1703 {
1704         struct task_struct *curr = rq->curr;
1705         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
1706         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1707         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
1708         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
1709
1710         if (unlikely(rt_prio(p->prio)))
1711                 goto preempt;
1712
1713         if (unlikely(p->sched_class != &fair_sched_class))
1714                 return;
1715
1716         if (unlikely(se == pse))
1717                 return;
1718
1719         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK))
1720                 set_next_buddy(pse);
1721
1722         /*
1723          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
1724          * wake up path.
1725          */
1726         if (test_tsk_need_resched(curr))
1727                 return;
1728
1729         /*
1730          * Batch and idle tasks do not preempt (their preemption is driven by
1731          * the tick):
1732          */
1733         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL))
1734                 return;
1735
1736         /* Idle tasks are by definition preempted by everybody. */
1737         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE))
1738                 goto preempt;
1739
1740         if (sched_feat(WAKEUP_SYNC) && sync)
1741                 goto preempt;
1742
1743         if (sched_feat(WAKEUP_OVERLAP) &&
1744                         se->avg_overlap < sysctl_sched_migration_cost &&
1745                         pse->avg_overlap < sysctl_sched_migration_cost)
1746                 goto preempt;
1747
1748         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
1749                 return;
1750
1751         update_curr(cfs_rq);
1752         find_matching_se(&se, &pse);
1753         BUG_ON(!pse);
1754         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1)
1755                 goto preempt;
1756
1757         return;
1758
1759 preempt:
1760         resched_task(curr);
1761         /*
1762          * Only set the backward buddy when the current task is still
1763          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
1764          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
1765          * point, either of which can * drop the rq lock.
1766          *
1767          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
1768          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
1769          */
1770         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
1771                 return;
1772
1773         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
1774                 set_last_buddy(se);
1775 }
1776
1777 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
1778 {
1779         struct task_struct *p;
1780         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
1781         struct sched_entity *se;
1782
1783         if (!cfs_rq->nr_running)
1784                 return NULL;
1785
1786         do {
1787                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
1788                 set_next_entity(cfs_rq, se);
1789                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1790         } while (cfs_rq);
1791
1792         p = task_of(se);
1793         hrtick_start_fair(rq, p);
1794
1795         return p;
1796 }
1797
1798 /*
1799  * Account for a descheduled task:
1800  */
1801 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1802 {
1803         struct sched_entity *se = &prev->se;
1804         struct cfs_rq *cfs_rq;
1805
1806         for_each_sched_entity(se) {
1807                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1808                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
1809         }
1810 }
1811
1812 #ifdef CONFIG_SMP
1813 /**************************************************
1814  * Fair scheduling class load-balancing methods:
1815  */
1816
1817 /*
1818  * Load-balancing iterator. Note: while the runqueue stays locked
1819  * during the whole iteration, the current task might be
1820  * dequeued so the iterator has to be dequeue-safe. Here we
1821  * achieve that by always pre-iterating before returning
1822  * the current task:
1823  */
1824 static struct task_struct *
1825 __load_balance_iterator(struct cfs_rq *cfs_rq, struct list_head *next)
1826 {
1827         struct task_struct *p = NULL;
1828         struct sched_entity *se;
1829
1830         if (next == &cfs_rq->tasks)
1831                 return NULL;
1832
1833         se = list_entry(next, struct sched_entity, group_node);
1834         p = task_of(se);
1835         cfs_rq->balance_iterator = next->next;
1836
1837         return p;
1838 }
1839
1840 static struct task_struct *load_balance_start_fair(void *arg)
1841 {
1842         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1843
1844         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->tasks.next);
1845 }
1846
1847 static struct task_struct *load_balance_next_fair(void *arg)
1848 {
1849         struct cfs_rq *cfs_rq = arg;
1850
1851         return __load_balance_iterator(cfs_rq, cfs_rq->balance_iterator);
1852 }
1853
1854 static unsigned long
1855 __load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1856                 unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1857                 enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned, int *this_best_prio,
1858                 struct cfs_rq *cfs_rq)
1859 {
1860         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
1861
1862         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
1863         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
1864         cfs_rq_iterator.arg = cfs_rq;
1865
1866         return balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1867                         max_load_move, sd, idle, all_pinned,
1868                         this_best_prio, &cfs_rq_iterator);
1869 }
1870
1871 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1872 static unsigned long
1873 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1874                   unsigned long max_load_move,
1875                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1876                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1877 {
1878         long rem_load_move = max_load_move;
1879         int busiest_cpu = cpu_of(busiest);
1880         struct task_group *tg;
1881
1882         rcu_read_lock();
1883         update_h_load(busiest_cpu);
1884
1885         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
1886                 struct cfs_rq *busiest_cfs_rq = tg->cfs_rq[busiest_cpu];
1887                 unsigned long busiest_h_load = busiest_cfs_rq->h_load;
1888                 unsigned long busiest_weight = busiest_cfs_rq->load.weight;
1889                 u64 rem_load, moved_load;
1890
1891                 /*
1892                  * empty group
1893                  */
1894                 if (!busiest_cfs_rq->task_weight)
1895                         continue;
1896
1897                 rem_load = (u64)rem_load_move * busiest_weight;
1898                 rem_load = div_u64(rem_load, busiest_h_load + 1);
1899
1900                 moved_load = __load_balance_fair(this_rq, this_cpu, busiest,
1901                                 rem_load, sd, idle, all_pinned, this_best_prio,
1902                                 tg->cfs_rq[busiest_cpu]);
1903
1904                 if (!moved_load)
1905                         continue;
1906
1907                 moved_load *= busiest_h_load;
1908                 moved_load = div_u64(moved_load, busiest_weight + 1);
1909
1910                 rem_load_move -= moved_load;
1911                 if (rem_load_move < 0)
1912                         break;
1913         }
1914         rcu_read_unlock();
1915
1916         return max_load_move - rem_load_move;
1917 }
1918 #else
1919 static unsigned long
1920 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1921                   unsigned long max_load_move,
1922                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1923                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1924 {
1925         return __load_balance_fair(this_rq, this_cpu, busiest,
1926                         max_load_move, sd, idle, all_pinned,
1927                         this_best_prio, &busiest->cfs);
1928 }
1929 #endif
1930
1931 static int
1932 move_one_task_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1933                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
1934 {
1935         struct cfs_rq *busy_cfs_rq;
1936         struct rq_iterator cfs_rq_iterator;
1937
1938         cfs_rq_iterator.start = load_balance_start_fair;
1939         cfs_rq_iterator.next = load_balance_next_fair;
1940
1941         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busy_cfs_rq) {
1942                 /*
1943                  * pass busy_cfs_rq argument into
1944                  * load_balance_[start|next]_fair iterators
1945                  */
1946                 cfs_rq_iterator.arg = busy_cfs_rq;
1947                 if (iter_move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle,
1948                                        &cfs_rq_iterator))
1949                     return 1;
1950         }
1951
1952         return 0;
1953 }
1954
1955 /*
1956  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
1957  * Both runqueues must be locked.
1958  */
1959 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
1960                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
1961 {
1962         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1963         set_task_cpu(p, this_cpu);
1964         activate_task(this_rq, p, 0);
1965         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
1966 }
1967
1968 /*
1969  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
1970  */
1971 static
1972 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
1973                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1974                      int *all_pinned)
1975 {
1976         int tsk_cache_hot = 0;
1977         /*
1978          * We do not migrate tasks that are:
1979          * 1) running (obviously), or
1980          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
1981          * 3) are cache-hot on their current CPU.
1982          */
1983         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
1984                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
1985                 return 0;
1986         }
1987         *all_pinned = 0;
1988
1989         if (task_running(rq, p)) {
1990                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
1991                 return 0;
1992         }
1993
1994         /*
1995          * Aggressive migration if:
1996          * 1) task is cache cold, or
1997          * 2) too many balance attempts have failed.
1998          */
1999
2000         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
2001         if (!tsk_cache_hot ||
2002                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
2003 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2004                 if (tsk_cache_hot) {
2005                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
2006                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
2007                 }
2008 #endif
2009                 return 1;
2010         }
2011
2012         if (tsk_cache_hot) {
2013                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
2014                 return 0;
2015         }
2016         return 1;
2017 }
2018
2019 static unsigned long
2020 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2021               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
2022               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
2023               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
2024 {
2025         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
2026         struct task_struct *p;
2027         long rem_load_move = max_load_move;
2028
2029         if (max_load_move == 0)
2030                 goto out;
2031
2032         pinned = 1;
2033
2034         /*
2035          * Start the load-balancing iterator:
2036          */
2037         p = iterator->start(iterator->arg);
2038 next:
2039         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
2040                 goto out;
2041
2042         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
2043             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
2044                 p = iterator->next(iterator->arg);
2045                 goto next;
2046         }
2047
2048         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2049         pulled++;
2050         rem_load_move -= p->se.load.weight;
2051
2052 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2053         /*
2054          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
2055          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
2056          * section.
2057          */
2058         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
2059                 goto out;
2060 #endif
2061
2062         /*
2063          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
2064          */
2065         if (rem_load_move > 0) {
2066                 if (p->prio < *this_best_prio)
2067                         *this_best_prio = p->prio;
2068                 p = iterator->next(iterator->arg);
2069                 goto next;
2070         }
2071 out:
2072         /*
2073          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
2074          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
2075          * inside pull_task().
2076          */
2077         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
2078
2079         if (all_pinned)
2080                 *all_pinned = pinned;
2081
2082         return max_load_move - rem_load_move;
2083 }
2084
2085 /*
2086  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
2087  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
2088  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
2089  *
2090  * Called with both runqueues locked.
2091  */
2092 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2093                       unsigned long max_load_move,
2094                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2095                       int *all_pinned)
2096 {
2097         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
2098         unsigned long total_load_moved = 0;
2099         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
2100
2101         do {
2102                 total_load_moved +=
2103                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
2104                                 max_load_move - total_load_moved,
2105                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
2106                 class = class->next;
2107
2108 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2109                 /*
2110                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
2111                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
2112                  * the critical section.
2113                  */
2114                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
2115                         break;
2116 #endif
2117         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
2118
2119         return total_load_moved > 0;
2120 }
2121
2122 static int
2123 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2124                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2125                    struct rq_iterator *iterator)
2126 {
2127         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
2128         int pinned = 0;
2129
2130         while (p) {
2131                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
2132                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2133                         /*
2134                          * Right now, this is only the second place pull_task()
2135                          * is called, so we can safely collect pull_task()
2136                          * stats here rather than inside pull_task().
2137                          */
2138                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
2139
2140                         return 1;
2141                 }
2142                 p = iterator->next(iterator->arg);
2143         }
2144
2145         return 0;
2146 }
2147
2148 /*
2149  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
2150  * part of active balancing operations within "domain".
2151  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
2152  *
2153  * Called with both runqueues locked.
2154  */
2155 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2156                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
2157 {
2158         const struct sched_class *class;
2159
2160         for_each_class(class) {
2161                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
2162                         return 1;
2163         }
2164
2165         return 0;
2166 }
2167 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
2168 /*
2169  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
2170  *              during load balancing.
2171  */
2172 struct sd_lb_stats {
2173         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
2174         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
2175         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
2176         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
2177         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
2178
2179         /** Statistics of this group */
2180         unsigned long this_load;
2181         unsigned long this_load_per_task;
2182         unsigned long this_nr_running;
2183
2184         /* Statistics of the busiest group */
2185         unsigned long max_load;
2186         unsigned long busiest_load_per_task;
2187         unsigned long busiest_nr_running;
2188
2189         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
2190 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2191         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
2192         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
2193         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
2194         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
2195         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
2196         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
2197 #endif
2198 };
2199
2200 /*
2201  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
2202  */
2203 struct sg_lb_stats {
2204         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
2205         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
2206         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
2207         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
2208         unsigned long group_capacity;
2209         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
2210 };
2211
2212 /**
2213  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
2214  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
2215  */
2216 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
2217 {
2218         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
2219 }
2220
2221 /**
2222  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
2223  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
2224  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
2225  */
2226 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
2227                                         enum cpu_idle_type idle)
2228 {
2229         int load_idx;
2230
2231         switch (idle) {
2232         case CPU_NOT_IDLE:
2233                 load_idx = sd->busy_idx;
2234                 break;
2235
2236         case CPU_NEWLY_IDLE:
2237                 load_idx = sd->newidle_idx;
2238                 break;
2239         default:
2240                 load_idx = sd->idle_idx;
2241                 break;
2242         }
2243
2244         return load_idx;
2245 }
2246
2247
2248 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2249 /**
2250  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
2251  * the given sched_domain, during load balancing.
2252  *
2253  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
2254  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
2255  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
2256  */
2257 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2258         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2259 {
2260         /*
2261          * Busy processors will not participate in power savings
2262          * balance.
2263          */
2264         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2265                 sds->power_savings_balance = 0;
2266         else {
2267                 sds->power_savings_balance = 1;
2268                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
2269                 sds->leader_nr_running = 0;
2270         }
2271 }
2272
2273 /**
2274  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
2275  * sched_domain while performing load balancing.
2276  *
2277  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
2278  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2279  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
2280  *              load balancing ?
2281  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
2282  */
2283 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
2284         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
2285 {
2286
2287         if (!sds->power_savings_balance)
2288                 return;
2289
2290         /*
2291          * If the local group is idle or completely loaded
2292          * no need to do power savings balance at this domain
2293          */
2294         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2295                                 !sds->this_nr_running))
2296                 sds->power_savings_balance = 0;
2297
2298         /*
2299          * If a group is already running at full capacity or idle,
2300          * don't include that group in power savings calculations
2301          */
2302         if (!sds->power_savings_balance ||
2303                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2304                 !sgs->sum_nr_running)
2305                 return;
2306
2307         /*
2308          * Calculate the group which has the least non-idle load.
2309          * This is the group from where we need to pick up the load
2310          * for saving power
2311          */
2312         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
2313             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
2314              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
2315                 sds->group_min = group;
2316                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2317                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
2318                                                 sgs->sum_nr_running;
2319         }
2320
2321         /*
2322          * Calculate the group which is almost near its
2323          * capacity but still has some space to pick up some load
2324          * from other group and save more power
2325          */
2326         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
2327                 return;
2328
2329         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
2330             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
2331              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
2332                 sds->group_leader = group;
2333                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2334         }
2335 }
2336
2337 /**
2338  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
2339  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2340  *      under consideration.
2341  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
2342  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2343  *
2344  * Description:
2345  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
2346  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
2347  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
2348  *
2349  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
2350  * Else returns 0.
2351  */
2352 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2353                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2354 {
2355         if (!sds->power_savings_balance)
2356                 return 0;
2357
2358         if (sds->this != sds->group_leader ||
2359                         sds->group_leader == sds->group_min)
2360                 return 0;
2361
2362         *imbalance = sds->min_load_per_task;
2363         sds->busiest = sds->group_min;
2364
2365         return 1;
2366
2367 }
2368 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2369 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2370         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2371 {
2372         return;
2373 }
2374
2375 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
2376         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
2377 {
2378         return;
2379 }
2380
2381 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2382                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2383 {
2384         return 0;
2385 }
2386 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2387
2388
2389 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2390 {
2391         return SCHED_LOAD_SCALE;
2392 }
2393
2394 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2395 {
2396         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
2397 }
2398
2399 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2400 {
2401         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
2402         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
2403
2404         smt_gain /= weight;
2405
2406         return smt_gain;
2407 }
2408
2409 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2410 {
2411         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
2412 }
2413
2414 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
2415 {
2416         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2417         u64 total, available;
2418
2419         sched_avg_update(rq);
2420
2421         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
2422         available = total - rq->rt_avg;
2423
2424         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
2425                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
2426
2427         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2428
2429         return div_u64(available, total);
2430 }
2431
2432 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2433 {
2434         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
2435         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
2436         struct sched_group *sdg = sd->groups;
2437
2438         if (sched_feat(ARCH_POWER))
2439                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
2440         else
2441                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
2442
2443         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2444
2445         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
2446                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
2447                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
2448                 else
2449                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
2450
2451                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2452         }
2453
2454         power *= scale_rt_power(cpu);
2455         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2456
2457         if (!power)
2458                 power = 1;
2459
2460         sdg->cpu_power = power;
2461 }
2462
2463 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2464 {
2465         struct sched_domain *child = sd->child;
2466         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
2467         unsigned long power;
2468
2469         if (!child) {
2470                 update_cpu_power(sd, cpu);
2471                 return;
2472         }
2473
2474         power = 0;
2475
2476         group = child->groups;
2477         do {
2478                 power += group->cpu_power;
2479                 group = group->next;
2480         } while (group != child->groups);
2481
2482         sdg->cpu_power = power;
2483 }
2484
2485 /**
2486  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2487  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
2488  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
2489  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2490  * @idle: Idle status of this_cpu
2491  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
2492  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
2493  * @local_group: Does group contain this_cpu.
2494  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2495  * @balance: Should we balance.
2496  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
2497  */
2498 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
2499                         struct sched_group *group, int this_cpu,
2500                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
2501                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
2502                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
2503 {
2504         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
2505         int i;
2506         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
2507         unsigned long sum_avg_load_per_task;
2508         unsigned long avg_load_per_task;
2509
2510         if (local_group) {
2511                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
2512                 if (balance_cpu == this_cpu)
2513                         update_group_power(sd, this_cpu);
2514         }
2515
2516         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2517         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
2518         max_cpu_load = 0;
2519         min_cpu_load = ~0UL;
2520
2521         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
2522                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
2523
2524                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
2525                         *sd_idle = 0;
2526
2527                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2528                 if (local_group) {
2529                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
2530                                 first_idle_cpu = 1;
2531                                 balance_cpu = i;
2532                         }
2533
2534                         load = target_load(i, load_idx);
2535                 } else {
2536                         load = source_load(i, load_idx);
2537                         if (load > max_cpu_load)
2538                                 max_cpu_load = load;
2539                         if (min_cpu_load > load)
2540                                 min_cpu_load = load;
2541                 }
2542
2543                 sgs->group_load += load;
2544                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
2545                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
2546
2547                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
2548         }
2549
2550         /*
2551          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
2552          * is eligible for doing load balancing at this and above
2553          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
2554          * to do the newly idle load balance.
2555          */
2556         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
2557             balance_cpu != this_cpu && balance) {
2558                 *balance = 0;
2559                 return;
2560         }
2561
2562         /* Adjust by relative CPU power of the group */
2563         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
2564
2565
2566         /*
2567          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
2568          * than the average weight of two tasks.
2569          *
2570          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
2571          *      might not be a suitable number - should we keep a
2572          *      normalized nr_running number somewhere that negates
2573          *      the hierarchy?
2574          */
2575         avg_load_per_task = (sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2576                 group->cpu_power;
2577
2578         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
2579                 sgs->group_imb = 1;
2580
2581         sgs->group_capacity =
2582                 DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
2583 }
2584
2585 /**
2586  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2587  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
2588  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2589  * @idle: Idle status of this_cpu
2590  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
2591  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2592  * @balance: Should we balance.
2593  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
2594  */
2595 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2596                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
2597                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
2598                         struct sd_lb_stats *sds)
2599 {
2600         struct sched_domain *child = sd->child;
2601         struct sched_group *group = sd->groups;
2602         struct sg_lb_stats sgs;
2603         int load_idx, prefer_sibling = 0;
2604
2605         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
2606                 prefer_sibling = 1;
2607
2608         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
2609         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
2610
2611         do {
2612                 int local_group;
2613
2614                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2615                                                sched_group_cpus(group));
2616                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
2617                 update_sg_lb_stats(sd, group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
2618                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
2619
2620                 if (local_group && balance && !(*balance))
2621                         return;
2622
2623                 sds->total_load += sgs.group_load;
2624                 sds->total_pwr += group->cpu_power;
2625
2626                 /*
2627                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
2628                  * first, lower the group capacity to one so that we'll try
2629                  * and move all the excess tasks away.
2630                  */
2631                 if (prefer_sibling)
2632                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
2633
2634                 if (local_group) {
2635                         sds->this_load = sgs.avg_load;
2636                         sds->this = group;
2637                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2638                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2639                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
2640                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
2641                                 sgs.group_imb)) {
2642                         sds->max_load = sgs.avg_load;
2643                         sds->busiest = group;
2644                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2645                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2646                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
2647                 }
2648
2649                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
2650                 group = group->next;
2651         } while (group != sd->groups);
2652 }
2653
2654 /**
2655  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
2656  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
2657  *                      load balancing.
2658  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2659  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
2660  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2661  */
2662 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
2663                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2664 {
2665         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
2666         unsigned int imbn = 2;
2667
2668         if (sds->this_nr_running) {
2669                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
2670                 if (sds->busiest_load_per_task >
2671                                 sds->this_load_per_task)
2672                         imbn = 1;
2673         } else
2674                 sds->this_load_per_task =
2675                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2676
2677         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
2678                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
2679                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2680                 return;
2681         }
2682
2683         /*
2684          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
2685          * however we may be able to increase total CPU power used by
2686          * moving them.
2687          */
2688
2689         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
2690                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
2691         pwr_now += sds->this->cpu_power *
2692                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
2693         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
2694
2695         /* Amount of load we'd subtract */
2696         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2697                 sds->busiest->cpu_power;
2698         if (sds->max_load > tmp)
2699                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
2700                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
2701
2702         /* Amount of load we'd add */
2703         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
2704                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
2705                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
2706                         sds->this->cpu_power;
2707         else
2708                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2709                         sds->this->cpu_power;
2710         pwr_move += sds->this->cpu_power *
2711                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
2712         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
2713
2714         /* Move if we gain throughput */
2715         if (pwr_move > pwr_now)
2716                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2717 }
2718
2719 /**
2720  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
2721  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
2722  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2723  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
2724  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
2725  */
2726 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
2727                 unsigned long *imbalance)
2728 {
2729         unsigned long max_pull;
2730         /*
2731          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
2732          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
2733          * its cpu_power, while calculating max_load..)
2734          */
2735         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
2736                 *imbalance = 0;
2737                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2738         }
2739
2740         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
2741         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
2742                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
2743
2744         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
2745         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
2746                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
2747                         / SCHED_LOAD_SCALE;
2748
2749         /*
2750          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
2751          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
2752          * a think about bumping its value to force at least one task to be
2753          * moved
2754          */
2755         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
2756                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2757
2758 }
2759 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
2760
2761 /**
2762  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
2763  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
2764  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
2765  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
2766  * such a group exists.
2767  *
2768  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
2769  * to restore balance.
2770  *
2771  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
2772  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
2773  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
2774  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
2775  * @idle: The idle status of this_cpu.
2776  * @sd_idle: The idleness of sd
2777  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
2778  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
2779  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
2780  *
2781  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
2782  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
2783  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
2784  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
2785  */
2786 static struct sched_group *
2787 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2788                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
2789                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
2790 {
2791         struct sd_lb_stats sds;
2792
2793         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
2794
2795         /*
2796          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
2797          * this level.
2798          */
2799         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
2800                                         balance, &sds);
2801
2802         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
2803         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
2804          *    at this level.
2805          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
2806          * 3) This group is the busiest group.
2807          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
2808          *    sched_domain.
2809          * 5) The imbalance is within the specified limit.
2810          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
2811          */
2812         if (balance && !(*balance))
2813                 goto ret;
2814
2815         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
2816                 goto out_balanced;
2817
2818         if (sds.this_load >= sds.max_load)
2819                 goto out_balanced;
2820
2821         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
2822
2823         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
2824                 goto out_balanced;
2825
2826         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
2827                 goto out_balanced;
2828
2829         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
2830         if (sds.group_imb)
2831                 sds.busiest_load_per_task =
2832                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
2833
2834         /*
2835          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
2836          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
2837          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
2838          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
2839          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
2840          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
2841          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
2842          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
2843          * appear as very large values with unsigned longs.
2844          */
2845         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
2846                 goto out_balanced;
2847
2848         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
2849         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
2850         return sds.busiest;
2851
2852 out_balanced:
2853         /*
2854          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
2855          * to save power.
2856          */
2857         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
2858                 return sds.busiest;
2859 ret:
2860         *imbalance = 0;
2861         return NULL;
2862 }
2863
2864 /*
2865  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
2866  */
2867 static struct rq *
2868 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
2869                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
2870 {
2871         struct rq *busiest = NULL, *rq;
2872         unsigned long max_load = 0;
2873         int i;
2874
2875         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2876                 unsigned long power = power_of(i);
2877                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
2878                 unsigned long wl;
2879
2880                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
2881                         continue;
2882
2883                 rq = cpu_rq(i);
2884                 wl = weighted_cpuload(i) * SCHED_LOAD_SCALE;
2885                 wl /= power;
2886
2887                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
2888                         continue;
2889
2890                 if (wl > max_load) {
2891                         max_load = wl;
2892                         busiest = rq;
2893                 }
2894         }
2895
2896         return busiest;
2897 }
2898
2899 /*
2900  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
2901  * so long as it is large enough.
2902  */
2903 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
2904
2905 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
2906 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
2907
2908 /*
2909  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
2910  * tasks if there is an imbalance.
2911  */
2912 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
2913                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2914                         int *balance)
2915 {
2916         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
2917         struct sched_group *group;
2918         unsigned long imbalance;
2919         struct rq *busiest;
2920         unsigned long flags;
2921         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
2922
2923         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
2924
2925         /*
2926          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
2927          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
2928          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
2929          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
2930          */
2931         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
2932             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2933                 sd_idle = 1;
2934
2935         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
2936
2937 redo:
2938         update_shares(sd);
2939         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
2940                                    cpus, balance);
2941
2942         if (*balance == 0)
2943                 goto out_balanced;
2944
2945         if (!group) {
2946                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
2947                 goto out_balanced;
2948         }
2949
2950         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
2951         if (!busiest) {
2952                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
2953                 goto out_balanced;
2954         }
2955
2956         BUG_ON(busiest == this_rq);
2957
2958         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
2959
2960         ld_moved = 0;
2961         if (busiest->nr_running > 1) {
2962                 /*
2963                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
2964                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
2965                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
2966                  * correctly treated as an imbalance.
2967                  */
2968                 local_irq_save(flags);
2969                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
2970                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
2971                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
2972                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
2973                 local_irq_restore(flags);
2974
2975                 /*
2976                  * some other cpu did the load balance for us.
2977                  */
2978                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
2979                         resched_cpu(this_cpu);
2980
2981                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
2982                 if (unlikely(all_pinned)) {
2983                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
2984                         if (!cpumask_empty(cpus))
2985                                 goto redo;
2986                         goto out_balanced;
2987                 }
2988         }
2989
2990         if (!ld_moved) {
2991                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
2992                 sd->nr_balance_failed++;
2993
2994                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
2995
2996                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
2997
2998                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
2999                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
3000                          */
3001                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
3002                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
3003                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
3004                                                             flags);
3005                                 all_pinned = 1;
3006                                 goto out_one_pinned;
3007                         }
3008
3009                         if (!busiest->active_balance) {
3010                                 busiest->active_balance = 1;
3011                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
3012                                 active_balance = 1;
3013                         }
3014                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3015                         if (active_balance)
3016                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
3017
3018                         /*
3019                          * We've kicked active balancing, reset the failure
3020                          * counter.
3021                          */
3022                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
3023                 }
3024         } else
3025                 sd->nr_balance_failed = 0;
3026
3027         if (likely(!active_balance)) {
3028                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
3029                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
3030         } else {
3031                 /*
3032                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
3033                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
3034                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3035                  * move_tasks).
3036                  */
3037                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3038                         sd->balance_interval *= 2;
3039         }
3040
3041         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3042             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3043                 ld_moved = -1;
3044
3045         goto out;
3046
3047 out_balanced:
3048         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3049
3050         sd->nr_balance_failed = 0;
3051
3052 out_one_pinned:
3053         /* tune up the balancing interval */
3054         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3055                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3056                 sd->balance_interval *= 2;
3057
3058         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3059             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3060                 ld_moved = -1;
3061         else
3062                 ld_moved = 0;
3063 out:
3064         if (ld_moved)
3065                 update_shares(sd);
3066         return ld_moved;
3067 }
3068
3069 /*
3070  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3071  * tasks if there is an imbalance.
3072  *
3073  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
3074  * this_rq is locked.
3075  */
3076 static int
3077 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
3078 {
3079         struct sched_group *group;
3080         struct rq *busiest = NULL;
3081         unsigned long imbalance;
3082         int ld_moved = 0;
3083         int sd_idle = 0;
3084         int all_pinned = 0;
3085         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
3086
3087         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
3088
3089         /*
3090          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3091          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3092          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
3093          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3094          */
3095         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3096             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3097                 sd_idle = 1;
3098
3099         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
3100 redo:
3101         update_shares_locked(this_rq, sd);
3102         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
3103                                    &sd_idle, cpus, NULL);
3104         if (!group) {
3105                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
3106                 goto out_balanced;
3107         }
3108
3109         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
3110         if (!busiest) {
3111                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
3112                 goto out_balanced;
3113         }
3114
3115         BUG_ON(busiest == this_rq);
3116
3117         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
3118
3119         ld_moved = 0;
3120         if (busiest->nr_running > 1) {
3121                 /* Attempt to move tasks */
3122                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
3123                 /* this_rq->clock is already updated */
3124                 update_rq_clock(busiest);
3125                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3126                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
3127                                         &all_pinned);
3128                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
3129
3130                 if (unlikely(all_pinned)) {
3131                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
3132                         if (!cpumask_empty(cpus))
3133                                 goto redo;
3134                 }
3135         }
3136
3137         if (!ld_moved) {
3138                 int active_balance = 0;
3139
3140                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
3141                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3142                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3143                         return -1;
3144
3145                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
3146                         return -1;
3147
3148                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
3149                         return -1;
3150
3151                 /*
3152                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
3153                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
3154                  * package. The same method used to move task in load_balance()
3155                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
3156                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
3157                  *
3158                  * The package power saving logic comes from
3159                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
3160                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
3161                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
3162                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
3163                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
3164                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
3165                  * action will be taken in load_balance_newidle().
3166                  *
3167                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
3168                  * will be more than one task in the source run queue and
3169                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
3170                  * active balance code will not be triggered.
3171                  */
3172
3173                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
3174                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
3175
3176                 /*
3177                  * don't kick the migration_thread, if the curr
3178                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
3179                  */
3180                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
3181                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
3182                         all_pinned = 1;
3183                         return ld_moved;
3184                 }
3185
3186                 if (!busiest->active_balance) {
3187                         busiest->active_balance = 1;
3188                         busiest->push_cpu = this_cpu;
3189                         active_balance = 1;
3190                 }
3191
3192                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
3193                 /*
3194                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
3195                  */
3196                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
3197                 if (active_balance)
3198                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
3199                 raw_spin_lock(&this_rq->lock);
3200
3201         } else
3202                 sd->nr_balance_failed = 0;
3203
3204         update_shares_locked(this_rq, sd);
3205         return ld_moved;
3206
3207 out_balanced:
3208         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
3209         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3210             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3211                 return -1;
3212         sd->nr_balance_failed = 0;
3213
3214         return 0;
3215 }
3216
3217 /*
3218  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
3219  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
3220  */
3221 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
3222 {
3223         struct sched_domain *sd;
3224         int pulled_task = 0;
3225         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
3226
3227         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
3228
3229         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
3230                 return;
3231
3232         for_each_domain(this_cpu, sd) {
3233                 unsigned long interval;
3234
3235                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3236                         continue;
3237
3238                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
3239                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
3240                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
3241                                                            sd);
3242
3243                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
3244                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
3245                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3246                 if (pulled_task) {
3247                         this_rq->idle_stamp = 0;
3248                         break;
3249                 }
3250         }
3251         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
3252                 /*
3253                  * We are going idle. next_balance may be set based on
3254                  * a busy processor. So reset next_balance.
3255                  */
3256                 this_rq->next_balance = next_balance;
3257         }
3258 }
3259
3260 /*
3261  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
3262  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
3263  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
3264  * logical imbalances.
3265  *
3266  * Called with busiest_rq locked.
3267  */
3268 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
3269 {
3270         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
3271         struct sched_domain *sd;
3272         struct rq *target_rq;
3273
3274         /* Is there any task to move? */
3275         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
3276                 return;
3277
3278         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
3279
3280         /*
3281          * This condition is "impossible", if it occurs
3282          * we need to fix it. Originally reported by
3283          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
3284          */
3285         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
3286
3287         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
3288         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
3289         update_rq_clock(busiest_rq);
3290         update_rq_clock(target_rq);
3291
3292         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
3293         for_each_domain(target_cpu, sd) {
3294                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
3295                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
3296                                 break;
3297         }
3298
3299         if (likely(sd)) {
3300                 schedstat_inc(sd, alb_count);
3301
3302                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
3303                                   sd, CPU_IDLE))
3304                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
3305                 else
3306                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
3307         }
3308         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
3309 }
3310
3311 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3312 static struct {
3313         atomic_t load_balancer;
3314         cpumask_var_t cpu_mask;
3315         cpumask_var_t ilb_grp_nohz_mask;
3316 } nohz ____cacheline_aligned = {
3317         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
3318 };
3319
3320 int get_nohz_load_balancer(void)
3321 {
3322         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
3323 }
3324
3325 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3326 /**
3327  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
3328  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
3329  *              be returned.
3330  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
3331  *              for the given cpu.
3332  *
3333  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
3334  */
3335 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
3336 {
3337         struct sched_domain *sd;
3338
3339         for_each_domain(cpu, sd)
3340                 if (sd && (sd->flags & flag))
3341                         break;
3342
3343         return sd;
3344 }
3345
3346 /**
3347  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
3348  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
3349  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
3350  *              for cpu.
3351  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
3352  *
3353  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
3354  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
3355  */
3356 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
3357         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
3358                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
3359
3360 /**
3361  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
3362  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
3363  *
3364  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
3365  *
3366  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
3367  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
3368  * sched_group is semi-idle or not.
3369  */
3370 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
3371 {
3372         cpumask_and(nohz.ilb_grp_nohz_mask, nohz.cpu_mask,
3373                                         sched_group_cpus(ilb_group));
3374
3375         /*
3376          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
3377          * and atleast one idle cpu.
3378          */
3379         if (cpumask_empty(nohz.ilb_grp_nohz_mask))
3380                 return 0;
3381
3382         if (cpumask_equal(nohz.ilb_grp_nohz_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
3383                 return 0;
3384
3385         return 1;
3386 }
3387 /**
3388  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
3389  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
3390  *
3391  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
3392  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
3393  *
3394  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
3395  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
3396  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
3397  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
3398  */
3399 static int find_new_ilb(int cpu)
3400 {
3401         struct sched_domain *sd;
3402         struct sched_group *ilb_group;
3403
3404         /*
3405          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
3406          * when power-aware load balancing is enabled
3407          */
3408         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
3409                 goto out_done;
3410
3411         /*
3412          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
3413          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
3414          */
3415         if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) < 2)
3416                 goto out_done;
3417
3418         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
3419                 ilb_group = sd->groups;
3420
3421                 do {
3422                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
3423                                 return cpumask_first(nohz.ilb_grp_nohz_mask);
3424
3425                         ilb_group = ilb_group->next;
3426
3427                 } while (ilb_group != sd->groups);
3428         }
3429
3430 out_done:
3431         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
3432 }
3433 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
3434 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
3435 {
3436         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
3437 }
3438 #endif
3439
3440 /*
3441  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
3442  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
3443  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
3444  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
3445  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
3446  * arrives...
3447  *
3448  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
3449  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
3450  * nohz.cpu_mask..
3451  *
3452  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
3453  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
3454  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
3455  * there is no need for ilb owner.
3456  *
3457  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
3458  * next busy scheduler_tick()
3459  */
3460 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
3461 {
3462         int cpu = smp_processor_id();
3463
3464         if (stop_tick) {
3465                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
3466
3467                 if (!cpu_active(cpu)) {
3468                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
3469                                 return 0;
3470
3471                         /*
3472                          * If we are going offline and still the leader,
3473                          * give up!
3474                          */
3475                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3476                                 BUG();
3477
3478                         return 0;
3479                 }
3480
3481                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
3482
3483                 /* time for ilb owner also to sleep */
3484                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_active_cpus()) {
3485                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3486                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3487                         return 0;
3488                 }
3489
3490                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
3491                         /* make me the ilb owner */
3492                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
3493                                 return 1;
3494                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
3495                         int new_ilb;
3496
3497                         if (!(sched_smt_power_savings ||
3498                                                 sched_mc_power_savings))
3499                                 return 1;
3500                         /*
3501                          * Check to see if there is a more power-efficient
3502                          * ilb.
3503                          */
3504                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
3505                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
3506                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3507                                 resched_cpu(new_ilb);
3508                                 return 0;
3509                         }
3510                         return 1;
3511                 }
3512         } else {
3513                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
3514                         return 0;
3515
3516                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
3517
3518                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3519                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3520                                 BUG();
3521         }
3522         return 0;
3523 }
3524 #endif
3525
3526 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
3527
3528 /*
3529  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
3530  * and initiates a balancing operation if so.
3531  *
3532  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
3533  */
3534 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
3535 {
3536         int balance = 1;
3537         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3538         unsigned long interval;
3539         struct sched_domain *sd;
3540         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
3541         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
3542         int update_next_balance = 0;
3543         int need_serialize;
3544
3545         for_each_domain(cpu, sd) {
3546                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3547                         continue;
3548
3549                 interval = sd->balance_interval;
3550                 if (idle != CPU_IDLE)
3551                         interval *= sd->busy_factor;
3552
3553                 /* scale ms to jiffies */
3554                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
3555                 if (unlikely(!interval))
3556                         interval = 1;
3557                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
3558                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
3559
3560                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
3561
3562                 if (need_serialize) {
3563                         if (!spin_trylock(&balancing))
3564                                 goto out;
3565                 }
3566
3567                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
3568                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
3569                                 /*
3570                                  * We've pulled tasks over so either we're no
3571                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
3572                                  * not idle.
3573                                  */
3574                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
3575                         }
3576                         sd->last_balance = jiffies;
3577                 }
3578                 if (need_serialize)
3579                         spin_unlock(&balancing);
3580 out:
3581                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
3582                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3583                         update_next_balance = 1;
3584                 }
3585
3586                 /*
3587                  * Stop the load balance at this level. There is another
3588                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
3589                  * actively.
3590                  */
3591                 if (!balance)
3592                         break;
3593         }
3594
3595         /*
3596          * next_balance will be updated only when there is a need.
3597          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
3598          * updated.
3599          */
3600         if (likely(update_next_balance))
3601                 rq->next_balance = next_balance;
3602 }
3603
3604 /*
3605  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
3606  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
3607  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
3608  */
3609 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
3610 {
3611         int this_cpu = smp_processor_id();
3612         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3613         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
3614                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
3615
3616         rebalance_domains(this_cpu, idle);
3617
3618 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3619         /*
3620          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
3621          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
3622          * stopped.
3623          */
3624         if (this_rq->idle_at_tick &&
3625             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
3626                 struct rq *rq;
3627                 int balance_cpu;
3628
3629                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
3630                         if (balance_cpu == this_cpu)
3631                                 continue;
3632
3633                         /*
3634                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
3635                          * work being done for other cpus. Next load
3636                          * balancing owner will pick it up.
3637                          */
3638                         if (need_resched())
3639                                 break;
3640
3641                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
3642
3643                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
3644                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
3645                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
3646                 }
3647         }
3648 #endif
3649 }
3650
3651 static inline int on_null_domain(int cpu)
3652 {
3653         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
3654 }
3655
3656 /*
3657  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
3658  *
3659  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
3660  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
3661  * if the whole system is idle.
3662  */
3663 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
3664 {
3665 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3666         /*
3667          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
3668          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
3669          * load balancer.
3670          */
3671         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
3672                 rq->in_nohz_recently = 0;
3673
3674                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
3675                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
3676                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3677                 }
3678
3679                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
3680                         int ilb = find_new_ilb(cpu);
3681
3682                         if (ilb < nr_cpu_ids)
3683                                 resched_cpu(ilb);
3684                 }
3685         }
3686
3687         /*
3688          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
3689          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
3690          */
3691         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
3692             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
3693                 resched_cpu(cpu);
3694                 return;
3695         }
3696
3697         /*
3698          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
3699          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
3700          */
3701         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
3702             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
3703                 return;
3704 #endif
3705         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
3706         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
3707             likely(!on_null_domain(cpu)))
3708                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
3709 }
3710
3711 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
3712 {
3713         update_sysctl();
3714 }
3715
3716 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
3717 {
3718         update_sysctl();
3719 }
3720
3721 #else   /* CONFIG_SMP */
3722
3723 /*
3724  * on UP we do not need to balance between CPUs:
3725  */
3726 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
3727 {
3728 }
3729
3730 #endif /* CONFIG_SMP */
3731
3732 /*
3733  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
3734  */
3735 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
3736 {
3737         struct cfs_rq *cfs_rq;
3738         struct sched_entity *se = &curr->se;
3739
3740         for_each_sched_entity(se) {
3741                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3742                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
3743         }
3744 }
3745
3746 /*
3747  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
3748  *  - child not yet on the tasklist
3749  *  - preemption disabled
3750  */
3751 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
3752 {
3753         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(current);
3754         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
3755         int this_cpu = smp_processor_id();
3756         struct rq *rq = this_rq();
3757         unsigned long flags;
3758
3759         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3760
3761         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu))
3762                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
3763
3764         update_curr(cfs_rq);
3765
3766         if (curr)
3767                 se->vruntime = curr->vruntime;
3768         place_entity(cfs_rq, se, 1);
3769
3770         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
3771                 /*
3772                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
3773                  * 'current' within the tree based on its new key value.
3774                  */
3775                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
3776                 resched_task(rq->curr);
3777         }
3778
3779         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3780
3781         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3782 }
3783
3784 /*
3785  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
3786  * the current task.
3787  */
3788 static void prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3789                               int oldprio, int running)
3790 {
3791         /*
3792          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
3793          * our priority decreased, or if we are not currently running on
3794          * this runqueue and our priority is higher than the current's
3795          */
3796         if (running) {
3797                 if (p->prio > oldprio)
3798                         resched_task(rq->curr);
3799         } else
3800                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3801 }
3802
3803 /*
3804  * We switched to the sched_fair class.
3805  */
3806 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3807                              int running)
3808 {
3809         /*
3810          * We were most likely switched from sched_rt, so
3811          * kick off the schedule if running, otherwise just see
3812          * if we can still preempt the current task.
3813          */
3814         if (running)
3815                 resched_task(rq->curr);
3816         else
3817                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3818 }
3819
3820 /* Account for a task changing its policy or group.
3821  *
3822  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
3823  * migrates between groups/classes.
3824  */
3825 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
3826 {
3827         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
3828
3829         for_each_sched_entity(se)
3830                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
3831 }
3832
3833 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3834 static void moved_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
3835 {
3836         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
3837
3838         update_curr(cfs_rq);
3839         if (!on_rq)
3840                 place_entity(cfs_rq, &p->se, 1);
3841 }
3842 #endif
3843
3844 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
3845 {
3846         struct sched_entity *se = &task->se;
3847         unsigned int rr_interval = 0;
3848
3849         /*
3850          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
3851          * idle runqueue:
3852          */
3853         if (rq->cfs.load.weight)
3854                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
3855
3856         return rr_interval;
3857 }
3858
3859 /*
3860  * All the scheduling class methods:
3861  */
3862 static const struct sched_class fair_sched_class = {
3863         .next                   = &idle_sched_class,
3864         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
3865         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
3866         .yield_task             = yield_task_fair,
3867
3868         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
3869
3870         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
3871         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
3872
3873 #ifdef CONFIG_SMP
3874         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
3875
3876         .load_balance           = load_balance_fair,
3877         .move_one_task          = move_one_task_fair,
3878         .rq_online              = rq_online_fair,
3879         .rq_offline             = rq_offline_fair,
3880
3881         .task_waking            = task_waking_fair,
3882 #endif
3883
3884         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
3885         .task_tick              = task_tick_fair,
3886         .task_fork              = task_fork_fair,
3887
3888         .prio_changed           = prio_changed_fair,
3889         .switched_to            = switched_to_fair,
3890
3891         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
3892
3893 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3894         .moved_group            = moved_group_fair,
3895 #endif
3896 };
3897
3898 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3899 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
3900 {
3901         struct cfs_rq *cfs_rq;
3902
3903         rcu_read_lock();
3904         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
3905                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
3906         rcu_read_unlock();
3907 }
3908 #endif