sched: Rewrite tg_shares_up)
[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: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
29  *
30  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
31  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
32  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
33  * based scheduling concepts.
34  *
35  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
36  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
37  */
38 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
39 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
40
41 /*
42  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
43  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
44  *
45  * Options are:
46  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
47  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
48  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
49  */
50 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
51         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
52
53 /*
54  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
55  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
56  */
57 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
58 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
59
60 /*
61  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
62  */
63 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
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 #undef WRT_SYSCTL
421
422         return 0;
423 }
424 #endif
425
426 /*
427  * delta /= w
428  */
429 static inline unsigned long
430 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
431 {
432         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
433                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
434
435         return delta;
436 }
437
438 /*
439  * The idea is to set a period in which each task runs once.
440  *
441  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
442  * this period because otherwise the slices get too small.
443  *
444  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
445  */
446 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
447 {
448         u64 period = sysctl_sched_latency;
449         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
450
451         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
452                 period = sysctl_sched_min_granularity;
453                 period *= nr_running;
454         }
455
456         return period;
457 }
458
459 /*
460  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
461  * proportional to the weight.
462  *
463  * s = p*P[w/rw]
464  */
465 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
466 {
467         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
468
469         for_each_sched_entity(se) {
470                 struct load_weight *load;
471                 struct load_weight lw;
472
473                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
474                 load = &cfs_rq->load;
475
476                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
477                         lw = cfs_rq->load;
478
479                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
480                         load = &lw;
481                 }
482                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
483         }
484         return slice;
485 }
486
487 /*
488  * We calculate the vruntime slice of a to be inserted task
489  *
490  * vs = s/w
491  */
492 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
493 {
494         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
495 }
496
497 /*
498  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
499  * are not in our scheduling class.
500  */
501 static inline void
502 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
503               unsigned long delta_exec)
504 {
505         unsigned long delta_exec_weighted;
506
507         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
508                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.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_task;
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->statistics.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->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
571                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
572         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
573         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
574                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.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->statistics.wait_start);
579         }
580 #endif
581         schedstat_set(se->statistics.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_task;
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 }
636
637 static void
638 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
639 {
640         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
641         if (!parent_entity(se))
642                 dec_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
643         if (entity_is_task(se)) {
644                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, -se->load.weight);
645                 list_del_init(&se->group_node);
646         }
647         cfs_rq->nr_running--;
648 }
649
650 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
651 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
652 {
653         u64 period = sched_avg_period();
654         u64 now, delta;
655
656         if (!cfs_rq)
657                 return;
658
659         now = rq_of(cfs_rq)->clock;
660         delta = now - cfs_rq->load_stamp;
661
662         cfs_rq->load_stamp = now;
663         cfs_rq->load_period += delta;
664         cfs_rq->load_avg += delta * cfs_rq->load.weight;
665
666         while (cfs_rq->load_period > period) {
667                 /*
668                  * Inline assembly required to prevent the compiler
669                  * optimising this loop into a divmod call.
670                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
671                  */
672                 asm("" : "+rm" (cfs_rq->load_period));
673                 cfs_rq->load_period /= 2;
674                 cfs_rq->load_avg /= 2;
675         }
676 }
677
678 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
679                             unsigned long weight)
680 {
681         if (se->on_rq)
682                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
683
684         update_load_set(&se->load, weight);
685
686         if (se->on_rq)
687                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
688 }
689
690 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
691 {
692         struct task_group *tg;
693         struct sched_entity *se;
694         long load_weight, load, shares;
695
696         if (!cfs_rq)
697                 return;
698
699         tg = cfs_rq->tg;
700         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
701         if (!se)
702                 return;
703
704         load = cfs_rq->load.weight;
705
706         load_weight = atomic_read(&tg->load_weight);
707         load_weight -= cfs_rq->load_contribution;
708         load_weight += load;
709
710         shares = (tg->shares * load);
711         if (load_weight)
712                 shares /= load_weight;
713
714         if (shares < MIN_SHARES)
715                 shares = MIN_SHARES;
716         if (shares > tg->shares)
717                 shares = tg->shares;
718
719         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
720 }
721 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
722 static inline void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
723 {
724 }
725
726 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
727 {
728 }
729 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
730
731 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
732 {
733 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
734         struct task_struct *tsk = NULL;
735
736         if (entity_is_task(se))
737                 tsk = task_of(se);
738
739         if (se->statistics.sleep_start) {
740                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
741
742                 if ((s64)delta < 0)
743                         delta = 0;
744
745                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
746                         se->statistics.sleep_max = delta;
747
748                 se->statistics.sleep_start = 0;
749                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
750
751                 if (tsk) {
752                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
753                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
754                 }
755         }
756         if (se->statistics.block_start) {
757                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
758
759                 if ((s64)delta < 0)
760                         delta = 0;
761
762                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
763                         se->statistics.block_max = delta;
764
765                 se->statistics.block_start = 0;
766                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
767
768                 if (tsk) {
769                         if (tsk->in_iowait) {
770                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
771                                 se->statistics.iowait_count++;
772                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
773                         }
774
775                         /*
776                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
777                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
778                          * amount of time that the task spent sleeping:
779                          */
780                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
781                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
782                                                 (void *)get_wchan(tsk),
783                                                 delta >> 20);
784                         }
785                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
786                 }
787         }
788 #endif
789 }
790
791 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
792 {
793 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
794         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
795
796         if (d < 0)
797                 d = -d;
798
799         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
800                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
801 #endif
802 }
803
804 static void
805 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
806 {
807         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
808
809         /*
810          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
811          * however the extra weight of the new task will slow them down a
812          * little, place the new task so that it fits in the slot that
813          * stays open at the end.
814          */
815         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
816                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
817
818         /* sleeps up to a single latency don't count. */
819         if (!initial) {
820                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
821
822                 /*
823                  * Halve their sleep time's effect, to allow
824                  * for a gentler effect of sleepers:
825                  */
826                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
827                         thresh >>= 1;
828
829                 vruntime -= thresh;
830         }
831
832         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
833         vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
834
835         se->vruntime = vruntime;
836 }
837
838 static void
839 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
840 {
841         /*
842          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
843          * through callig update_curr().
844          */
845         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
846                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
847
848         /*
849          * Update run-time statistics of the 'current'.
850          */
851         update_curr(cfs_rq);
852         update_cfs_load(cfs_rq);
853         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
854         update_cfs_shares(cfs_rq);
855
856         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
857                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
858                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
859         }
860
861         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
862         check_spread(cfs_rq, se);
863         if (se != cfs_rq->curr)
864                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
865         se->on_rq = 1;
866 }
867
868 static void __clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
869 {
870         if (!se || cfs_rq->last == se)
871                 cfs_rq->last = NULL;
872
873         if (!se || cfs_rq->next == se)
874                 cfs_rq->next = NULL;
875 }
876
877 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
878 {
879         for_each_sched_entity(se)
880                 __clear_buddies(cfs_rq_of(se), se);
881 }
882
883 static void
884 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
885 {
886         /*
887          * Update run-time statistics of the 'current'.
888          */
889         update_curr(cfs_rq);
890
891         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
892         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
893 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
894                 if (entity_is_task(se)) {
895                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
896
897                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
898                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
899                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
900                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
901                 }
902 #endif
903         }
904
905         clear_buddies(cfs_rq, se);
906
907         if (se != cfs_rq->curr)
908                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
909         se->on_rq = 0;
910         update_cfs_load(cfs_rq);
911         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
912         update_min_vruntime(cfs_rq);
913         update_cfs_shares(cfs_rq);
914
915         /*
916          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
917          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
918          * movement in our normalized position.
919          */
920         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
921                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
922 }
923
924 /*
925  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
926  */
927 static void
928 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
929 {
930         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
931
932         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
933         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
934         if (delta_exec > ideal_runtime) {
935                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
936                 /*
937                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
938                  * re-elected due to buddy favours.
939                  */
940                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
941                 return;
942         }
943
944         /*
945          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
946          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
947          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
948          */
949         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
950                 return;
951
952         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
953                 return;
954
955         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
956                 struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
957                 s64 delta = curr->vruntime - se->vruntime;
958
959                 if (delta > ideal_runtime)
960                         resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
961         }
962 }
963
964 static void
965 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
966 {
967         /* 'current' is not kept within the tree. */
968         if (se->on_rq) {
969                 /*
970                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
971                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
972                  * runqueue.
973                  */
974                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
975                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
976         }
977
978         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
979         cfs_rq->curr = se;
980 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
981         /*
982          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
983          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
984          * when there are only lesser-weight tasks around):
985          */
986         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
987                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
988                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
989         }
990 #endif
991         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
992 }
993
994 static int
995 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
996
997 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
998 {
999         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
1000         struct sched_entity *left = se;
1001
1002         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
1003                 se = cfs_rq->next;
1004
1005         /*
1006          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
1007          */
1008         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
1009                 se = cfs_rq->last;
1010
1011         clear_buddies(cfs_rq, se);
1012
1013         return se;
1014 }
1015
1016 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
1017 {
1018         /*
1019          * If still on the runqueue then deactivate_task()
1020          * was not called and update_curr() has to be done:
1021          */
1022         if (prev->on_rq)
1023                 update_curr(cfs_rq);
1024
1025         check_spread(cfs_rq, prev);
1026         if (prev->on_rq) {
1027                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
1028                 /* Put 'current' back into the tree. */
1029                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
1030         }
1031         cfs_rq->curr = NULL;
1032 }
1033
1034 static void
1035 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
1036 {
1037         /*
1038          * Update run-time statistics of the 'current'.
1039          */
1040         update_curr(cfs_rq);
1041
1042 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1043         /*
1044          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
1045          * validating it and just reschedule.
1046          */
1047         if (queued) {
1048                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1049                 return;
1050         }
1051         /*
1052          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
1053          */
1054         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
1055                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
1056                 return;
1057 #endif
1058
1059         if (cfs_rq->nr_running > 1 || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
1060                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
1061 }
1062
1063 /**************************************************
1064  * CFS operations on tasks:
1065  */
1066
1067 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1068 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1069 {
1070         struct sched_entity *se = &p->se;
1071         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1072
1073         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
1074
1075         if (hrtick_enabled(rq) && cfs_rq->nr_running > 1) {
1076                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
1077                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
1078                 s64 delta = slice - ran;
1079
1080                 if (delta < 0) {
1081                         if (rq->curr == p)
1082                                 resched_task(p);
1083                         return;
1084                 }
1085
1086                 /*
1087                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
1088                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
1089                  */
1090                 if (rq->curr != p)
1091                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
1092
1093                 hrtick_start(rq, delta);
1094         }
1095 }
1096
1097 /*
1098  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
1099  * current task is from our class and nr_running is low enough
1100  * to matter.
1101  */
1102 static void hrtick_update(struct rq *rq)
1103 {
1104         struct task_struct *curr = rq->curr;
1105
1106         if (curr->sched_class != &fair_sched_class)
1107                 return;
1108
1109         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
1110                 hrtick_start_fair(rq, curr);
1111 }
1112 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1113 static inline void
1114 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1115 {
1116 }
1117
1118 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
1119 {
1120 }
1121 #endif
1122
1123 /*
1124  * The enqueue_task method is called before nr_running is
1125  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
1126  * then put the task into the rbtree:
1127  */
1128 static void
1129 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1130 {
1131         struct cfs_rq *cfs_rq;
1132         struct sched_entity *se = &p->se;
1133
1134         for_each_sched_entity(se) {
1135                 if (se->on_rq)
1136                         break;
1137                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1138                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
1139                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1140         }
1141
1142         for_each_sched_entity(se) {
1143                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1144
1145                 update_cfs_load(cfs_rq);
1146                 update_cfs_shares(cfs_rq);
1147         }
1148
1149         hrtick_update(rq);
1150 }
1151
1152 /*
1153  * The dequeue_task method is called before nr_running is
1154  * decreased. We remove the task from the rbtree and
1155  * update the fair scheduling stats:
1156  */
1157 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1158 {
1159         struct cfs_rq *cfs_rq;
1160         struct sched_entity *se = &p->se;
1161
1162         for_each_sched_entity(se) {
1163                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1164                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
1165
1166                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
1167                 if (cfs_rq->load.weight)
1168                         break;
1169                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
1170         }
1171
1172         for_each_sched_entity(se) {
1173                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1174
1175                 update_cfs_load(cfs_rq);
1176                 update_cfs_shares(cfs_rq);
1177         }
1178
1179         hrtick_update(rq);
1180 }
1181
1182 /*
1183  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
1184  *
1185  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
1186  */
1187 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
1188 {
1189         struct task_struct *curr = rq->curr;
1190         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1191         struct sched_entity *rightmost, *se = &curr->se;
1192
1193         /*
1194          * Are we the only task in the tree?
1195          */
1196         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
1197                 return;
1198
1199         clear_buddies(cfs_rq, se);
1200
1201         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield) && curr->policy != SCHED_BATCH) {
1202                 update_rq_clock(rq);
1203                 /*
1204                  * Update run-time statistics of the 'current'.
1205                  */
1206                 update_curr(cfs_rq);
1207
1208                 return;
1209         }
1210         /*
1211          * Find the rightmost entry in the rbtree:
1212          */
1213         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
1214         /*
1215          * Already in the rightmost position?
1216          */
1217         if (unlikely(!rightmost || entity_before(rightmost, se)))
1218                 return;
1219
1220         /*
1221          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
1222          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1223          * 'current' within the tree based on its new key value.
1224          */
1225         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
1226 }
1227
1228 #ifdef CONFIG_SMP
1229
1230 static void task_waking_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1231 {
1232         struct sched_entity *se = &p->se;
1233         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1234
1235         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1236 }
1237
1238 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1239 /*
1240  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
1241  *
1242  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
1243  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
1244  * can calculate the shift in shares.
1245  */
1246 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
1247 {
1248         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
1249
1250         if (!tg->parent)
1251                 return wl;
1252
1253         for_each_sched_entity(se) {
1254                 long S, rw, s, a, b;
1255
1256                 S = se->my_q->tg->shares;
1257                 s = se->load.weight;
1258                 rw = se->my_q->load.weight;
1259
1260                 a = S*(rw + wl);
1261                 b = S*rw + s*wg;
1262
1263                 wl = s*(a-b);
1264
1265                 if (likely(b))
1266                         wl /= b;
1267
1268                 /*
1269                  * Assume the group is already running and will
1270                  * thus already be accounted for in the weight.
1271                  *
1272                  * That is, moving shares between CPUs, does not
1273                  * alter the group weight.
1274                  */
1275                 wg = 0;
1276         }
1277
1278         return wl;
1279 }
1280
1281 #else
1282
1283 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
1284                 unsigned long wl, unsigned long wg)
1285 {
1286         return wl;
1287 }
1288
1289 #endif
1290
1291 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
1292 {
1293         unsigned long this_load, load;
1294         int idx, this_cpu, prev_cpu;
1295         unsigned long tl_per_task;
1296         struct task_group *tg;
1297         unsigned long weight;
1298         int balanced;
1299
1300         idx       = sd->wake_idx;
1301         this_cpu  = smp_processor_id();
1302         prev_cpu  = task_cpu(p);
1303         load      = source_load(prev_cpu, idx);
1304         this_load = target_load(this_cpu, idx);
1305
1306         /*
1307          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
1308          * effect of the currently running task from the load
1309          * of the current CPU:
1310          */
1311         rcu_read_lock();
1312         if (sync) {
1313                 tg = task_group(current);
1314                 weight = current->se.load.weight;
1315
1316                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
1317                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
1318         }
1319
1320         tg = task_group(p);
1321         weight = p->se.load.weight;
1322
1323         /*
1324          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
1325          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
1326          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
1327          * about that, so that's good too.
1328          *
1329          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
1330          * task to be woken on this_cpu.
1331          */
1332         if (this_load) {
1333                 unsigned long this_eff_load, prev_eff_load;
1334
1335                 this_eff_load = 100;
1336                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
1337                 this_eff_load *= this_load +
1338                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
1339
1340                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1341                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
1342                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
1343
1344                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
1345         } else
1346                 balanced = true;
1347         rcu_read_unlock();
1348
1349         /*
1350          * If the currently running task will sleep within
1351          * a reasonable amount of time then attract this newly
1352          * woken task:
1353          */
1354         if (sync && balanced)
1355                 return 1;
1356
1357         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
1358         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
1359
1360         if (balanced ||
1361             (this_load <= load &&
1362              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
1363                 /*
1364                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
1365                  * p is cache cold in this domain, and
1366                  * there is no bad imbalance.
1367                  */
1368                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
1369                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
1370
1371                 return 1;
1372         }
1373         return 0;
1374 }
1375
1376 /*
1377  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
1378  * domain.
1379  */
1380 static struct sched_group *
1381 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
1382                   int this_cpu, int load_idx)
1383 {
1384         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
1385         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
1386         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
1387
1388         do {
1389                 unsigned long load, avg_load;
1390                 int local_group;
1391                 int i;
1392
1393                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
1394                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
1395                                         &p->cpus_allowed))
1396                         continue;
1397
1398                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
1399                                                sched_group_cpus(group));
1400
1401                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
1402                 avg_load = 0;
1403
1404                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
1405                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
1406                         if (local_group)
1407                                 load = source_load(i, load_idx);
1408                         else
1409                                 load = target_load(i, load_idx);
1410
1411                         avg_load += load;
1412                 }
1413
1414                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
1415                 avg_load = (avg_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
1416
1417                 if (local_group) {
1418                         this_load = avg_load;
1419                 } else if (avg_load < min_load) {
1420                         min_load = avg_load;
1421                         idlest = group;
1422                 }
1423         } while (group = group->next, group != sd->groups);
1424
1425         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
1426                 return NULL;
1427         return idlest;
1428 }
1429
1430 /*
1431  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
1432  */
1433 static int
1434 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
1435 {
1436         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
1437         int idlest = -1;
1438         int i;
1439
1440         /* Traverse only the allowed CPUs */
1441         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
1442                 load = weighted_cpuload(i);
1443
1444                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
1445                         min_load = load;
1446                         idlest = i;
1447                 }
1448         }
1449
1450         return idlest;
1451 }
1452
1453 /*
1454  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
1455  */
1456 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
1457 {
1458         int cpu = smp_processor_id();
1459         int prev_cpu = task_cpu(p);
1460         struct sched_domain *sd;
1461         int i;
1462
1463         /*
1464          * If the task is going to be woken-up on this cpu and if it is
1465          * already idle, then it is the right target.
1466          */
1467         if (target == cpu && idle_cpu(cpu))
1468                 return cpu;
1469
1470         /*
1471          * If the task is going to be woken-up on the cpu where it previously
1472          * ran and if it is currently idle, then it the right target.
1473          */
1474         if (target == prev_cpu && idle_cpu(prev_cpu))
1475                 return prev_cpu;
1476
1477         /*
1478          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
1479          */
1480         for_each_domain(target, sd) {
1481                 if (!(sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES))
1482                         break;
1483
1484                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed) {
1485                         if (idle_cpu(i)) {
1486                                 target = i;
1487                                 break;
1488                         }
1489                 }
1490
1491                 /*
1492                  * Lets stop looking for an idle sibling when we reached
1493                  * the domain that spans the current cpu and prev_cpu.
1494                  */
1495                 if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)) &&
1496                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
1497                         break;
1498         }
1499
1500         return target;
1501 }
1502
1503 /*
1504  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
1505  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
1506  * SD_BALANCE_EXEC.
1507  *
1508  * Balance, ie. select the least loaded group.
1509  *
1510  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
1511  *
1512  * preempt must be disabled.
1513  */
1514 static int
1515 select_task_rq_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
1516 {
1517         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
1518         int cpu = smp_processor_id();
1519         int prev_cpu = task_cpu(p);
1520         int new_cpu = cpu;
1521         int want_affine = 0;
1522         int want_sd = 1;
1523         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
1524
1525         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
1526                 if (cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
1527                         want_affine = 1;
1528                 new_cpu = prev_cpu;
1529         }
1530
1531         for_each_domain(cpu, tmp) {
1532                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1533                         continue;
1534
1535                 /*
1536                  * If power savings logic is enabled for a domain, see if we
1537                  * are not overloaded, if so, don't balance wider.
1538                  */
1539                 if (tmp->flags & (SD_POWERSAVINGS_BALANCE|SD_PREFER_LOCAL)) {
1540                         unsigned long power = 0;
1541                         unsigned long nr_running = 0;
1542                         unsigned long capacity;
1543                         int i;
1544
1545                         for_each_cpu(i, sched_domain_span(tmp)) {
1546                                 power += power_of(i);
1547                                 nr_running += cpu_rq(i)->cfs.nr_running;
1548                         }
1549
1550                         capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
1551
1552                         if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
1553                                 nr_running /= 2;
1554
1555                         if (nr_running < capacity)
1556                                 want_sd = 0;
1557                 }
1558
1559                 /*
1560                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
1561                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
1562                  */
1563                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
1564                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
1565                         affine_sd = tmp;
1566                         want_affine = 0;
1567                 }
1568
1569                 if (!want_sd && !want_affine)
1570                         break;
1571
1572                 if (!(tmp->flags & sd_flag))
1573                         continue;
1574
1575                 if (want_sd)
1576                         sd = tmp;
1577         }
1578
1579         if (affine_sd) {
1580                 if (cpu == prev_cpu || wake_affine(affine_sd, p, sync))
1581                         return select_idle_sibling(p, cpu);
1582                 else
1583                         return select_idle_sibling(p, prev_cpu);
1584         }
1585
1586         while (sd) {
1587                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
1588                 struct sched_group *group;
1589                 int weight;
1590
1591                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
1592                         sd = sd->child;
1593                         continue;
1594                 }
1595
1596                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
1597                         load_idx = sd->wake_idx;
1598
1599                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
1600                 if (!group) {
1601                         sd = sd->child;
1602                         continue;
1603                 }
1604
1605                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
1606                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
1607                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
1608                         sd = sd->child;
1609                         continue;
1610                 }
1611
1612                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
1613                 cpu = new_cpu;
1614                 weight = sd->span_weight;
1615                 sd = NULL;
1616                 for_each_domain(cpu, tmp) {
1617                         if (weight <= tmp->span_weight)
1618                                 break;
1619                         if (tmp->flags & sd_flag)
1620                                 sd = tmp;
1621                 }
1622                 /* while loop will break here if sd == NULL */
1623         }
1624
1625         return new_cpu;
1626 }
1627 #endif /* CONFIG_SMP */
1628
1629 static unsigned long
1630 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1631 {
1632         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
1633
1634         /*
1635          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
1636          * to virtual-time in his units.
1637          *
1638          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
1639          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
1640          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
1641          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
1642          * be smaller, again penalizing the lighter task.
1643          *
1644          * This is especially important for buddies when the leftmost
1645          * task is higher priority than the buddy.
1646          */
1647         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
1648                 gran = calc_delta_fair(gran, se);
1649
1650         return gran;
1651 }
1652
1653 /*
1654  * Should 'se' preempt 'curr'.
1655  *
1656  *             |s1
1657  *        |s2
1658  *   |s3
1659  *         g
1660  *      |<--->|c
1661  *
1662  *  w(c, s1) = -1
1663  *  w(c, s2) =  0
1664  *  w(c, s3) =  1
1665  *
1666  */
1667 static int
1668 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1669 {
1670         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
1671
1672         if (vdiff <= 0)
1673                 return -1;
1674
1675         gran = wakeup_gran(curr, se);
1676         if (vdiff > gran)
1677                 return 1;
1678
1679         return 0;
1680 }
1681
1682 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
1683 {
1684         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1685                 for_each_sched_entity(se)
1686                         cfs_rq_of(se)->last = se;
1687         }
1688 }
1689
1690 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
1691 {
1692         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1693                 for_each_sched_entity(se)
1694                         cfs_rq_of(se)->next = se;
1695         }
1696 }
1697
1698 /*
1699  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1700  */
1701 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1702 {
1703         struct task_struct *curr = rq->curr;
1704         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
1705         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1706         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
1707
1708         if (unlikely(rt_prio(p->prio)))
1709                 goto preempt;
1710
1711         if (unlikely(p->sched_class != &fair_sched_class))
1712                 return;
1713
1714         if (unlikely(se == pse))
1715                 return;
1716
1717         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK))
1718                 set_next_buddy(pse);
1719
1720         /*
1721          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
1722          * wake up path.
1723          */
1724         if (test_tsk_need_resched(curr))
1725                 return;
1726
1727         /*
1728          * Batch and idle tasks do not preempt (their preemption is driven by
1729          * the tick):
1730          */
1731         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL))
1732                 return;
1733
1734         /* Idle tasks are by definition preempted by everybody. */
1735         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE))
1736                 goto preempt;
1737
1738         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
1739                 return;
1740
1741         update_curr(cfs_rq);
1742         find_matching_se(&se, &pse);
1743         BUG_ON(!pse);
1744         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1)
1745                 goto preempt;
1746
1747         return;
1748
1749 preempt:
1750         resched_task(curr);
1751         /*
1752          * Only set the backward buddy when the current task is still
1753          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
1754          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
1755          * point, either of which can * drop the rq lock.
1756          *
1757          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
1758          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
1759          */
1760         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
1761                 return;
1762
1763         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
1764                 set_last_buddy(se);
1765 }
1766
1767 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
1768 {
1769         struct task_struct *p;
1770         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
1771         struct sched_entity *se;
1772
1773         if (!cfs_rq->nr_running)
1774                 return NULL;
1775
1776         do {
1777                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
1778                 set_next_entity(cfs_rq, se);
1779                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1780         } while (cfs_rq);
1781
1782         p = task_of(se);
1783         hrtick_start_fair(rq, p);
1784
1785         return p;
1786 }
1787
1788 /*
1789  * Account for a descheduled task:
1790  */
1791 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1792 {
1793         struct sched_entity *se = &prev->se;
1794         struct cfs_rq *cfs_rq;
1795
1796         for_each_sched_entity(se) {
1797                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1798                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
1799         }
1800 }
1801
1802 #ifdef CONFIG_SMP
1803 /**************************************************
1804  * Fair scheduling class load-balancing methods:
1805  */
1806
1807 /*
1808  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
1809  * Both runqueues must be locked.
1810  */
1811 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
1812                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
1813 {
1814         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1815         set_task_cpu(p, this_cpu);
1816         activate_task(this_rq, p, 0);
1817         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
1818
1819         /* re-arm NEWIDLE balancing when moving tasks */
1820         src_rq->avg_idle = this_rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
1821         this_rq->idle_stamp = 0;
1822 }
1823
1824 /*
1825  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
1826  */
1827 static
1828 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
1829                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1830                      int *all_pinned)
1831 {
1832         int tsk_cache_hot = 0;
1833         /*
1834          * We do not migrate tasks that are:
1835          * 1) running (obviously), or
1836          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
1837          * 3) are cache-hot on their current CPU.
1838          */
1839         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
1840                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
1841                 return 0;
1842         }
1843         *all_pinned = 0;
1844
1845         if (task_running(rq, p)) {
1846                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
1847                 return 0;
1848         }
1849
1850         /*
1851          * Aggressive migration if:
1852          * 1) task is cache cold, or
1853          * 2) too many balance attempts have failed.
1854          */
1855
1856         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock_task, sd);
1857         if (!tsk_cache_hot ||
1858                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
1859 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1860                 if (tsk_cache_hot) {
1861                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
1862                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
1863                 }
1864 #endif
1865                 return 1;
1866         }
1867
1868         if (tsk_cache_hot) {
1869                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
1870                 return 0;
1871         }
1872         return 1;
1873 }
1874
1875 /*
1876  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
1877  * part of active balancing operations within "domain".
1878  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
1879  *
1880  * Called with both runqueues locked.
1881  */
1882 static int
1883 move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1884               struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
1885 {
1886         struct task_struct *p, *n;
1887         struct cfs_rq *cfs_rq;
1888         int pinned = 0;
1889
1890         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, cfs_rq) {
1891                 list_for_each_entry_safe(p, n, &cfs_rq->tasks, se.group_node) {
1892
1893                         if (!can_migrate_task(p, busiest, this_cpu,
1894                                                 sd, idle, &pinned))
1895                                 continue;
1896
1897                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
1898                         /*
1899                          * Right now, this is only the second place pull_task()
1900                          * is called, so we can safely collect pull_task()
1901                          * stats here rather than inside pull_task().
1902                          */
1903                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
1904                         return 1;
1905                 }
1906         }
1907
1908         return 0;
1909 }
1910
1911 static unsigned long
1912 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1913               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1914               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1915               int *this_best_prio, struct cfs_rq *busiest_cfs_rq)
1916 {
1917         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
1918         long rem_load_move = max_load_move;
1919         struct task_struct *p, *n;
1920
1921         if (max_load_move == 0)
1922                 goto out;
1923
1924         pinned = 1;
1925
1926         list_for_each_entry_safe(p, n, &busiest_cfs_rq->tasks, se.group_node) {
1927                 if (loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
1928                         break;
1929
1930                 if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
1931                     !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned))
1932                         continue;
1933
1934                 pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
1935                 pulled++;
1936                 rem_load_move -= p->se.load.weight;
1937
1938 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1939                 /*
1940                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
1941                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
1942                  * the critical section.
1943                  */
1944                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
1945                         break;
1946 #endif
1947
1948                 /*
1949                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
1950                  * weighted load.
1951                  */
1952                 if (rem_load_move <= 0)
1953                         break;
1954
1955                 if (p->prio < *this_best_prio)
1956                         *this_best_prio = p->prio;
1957         }
1958 out:
1959         /*
1960          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
1961          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
1962          * inside pull_task().
1963          */
1964         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
1965
1966         if (all_pinned)
1967                 *all_pinned = pinned;
1968
1969         return max_load_move - rem_load_move;
1970 }
1971
1972 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1973 static unsigned long
1974 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1975                   unsigned long max_load_move,
1976                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1977                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1978 {
1979         long rem_load_move = max_load_move;
1980         int busiest_cpu = cpu_of(busiest);
1981         struct task_group *tg;
1982
1983         rcu_read_lock();
1984         update_h_load(busiest_cpu);
1985
1986         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
1987                 struct cfs_rq *busiest_cfs_rq = tg->cfs_rq[busiest_cpu];
1988                 unsigned long busiest_h_load = busiest_cfs_rq->h_load;
1989                 unsigned long busiest_weight = busiest_cfs_rq->load.weight;
1990                 u64 rem_load, moved_load;
1991
1992                 /*
1993                  * empty group
1994                  */
1995                 if (!busiest_cfs_rq->task_weight)
1996                         continue;
1997
1998                 rem_load = (u64)rem_load_move * busiest_weight;
1999                 rem_load = div_u64(rem_load, busiest_h_load + 1);
2000
2001                 moved_load = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
2002                                 rem_load, sd, idle, all_pinned, this_best_prio,
2003                                 busiest_cfs_rq);
2004
2005                 if (!moved_load)
2006                         continue;
2007
2008                 moved_load *= busiest_h_load;
2009                 moved_load = div_u64(moved_load, busiest_weight + 1);
2010
2011                 rem_load_move -= moved_load;
2012                 if (rem_load_move < 0)
2013                         break;
2014         }
2015         rcu_read_unlock();
2016
2017         return max_load_move - rem_load_move;
2018 }
2019 #else
2020 static unsigned long
2021 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2022                   unsigned long max_load_move,
2023                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2024                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
2025 {
2026         return balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
2027                         max_load_move, sd, idle, all_pinned,
2028                         this_best_prio, &busiest->cfs);
2029 }
2030 #endif
2031
2032 /*
2033  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
2034  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
2035  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
2036  *
2037  * Called with both runqueues locked.
2038  */
2039 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2040                       unsigned long max_load_move,
2041                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2042                       int *all_pinned)
2043 {
2044         unsigned long total_load_moved = 0, load_moved;
2045         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
2046
2047         do {
2048                 load_moved = load_balance_fair(this_rq, this_cpu, busiest,
2049                                 max_load_move - total_load_moved,
2050                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
2051
2052                 total_load_moved += load_moved;
2053
2054 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2055                 /*
2056                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
2057                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
2058                  * the critical section.
2059                  */
2060                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
2061                         break;
2062
2063                 if (raw_spin_is_contended(&this_rq->lock) ||
2064                                 raw_spin_is_contended(&busiest->lock))
2065                         break;
2066 #endif
2067         } while (load_moved && max_load_move > total_load_moved);
2068
2069         return total_load_moved > 0;
2070 }
2071
2072 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
2073 /*
2074  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
2075  *              during load balancing.
2076  */
2077 struct sd_lb_stats {
2078         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
2079         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
2080         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
2081         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
2082         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
2083
2084         /** Statistics of this group */
2085         unsigned long this_load;
2086         unsigned long this_load_per_task;
2087         unsigned long this_nr_running;
2088         unsigned long this_has_capacity;
2089
2090         /* Statistics of the busiest group */
2091         unsigned long max_load;
2092         unsigned long busiest_load_per_task;
2093         unsigned long busiest_nr_running;
2094         unsigned long busiest_group_capacity;
2095         unsigned long busiest_has_capacity;
2096
2097         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
2098 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2099         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
2100         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
2101         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
2102         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
2103         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
2104         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
2105 #endif
2106 };
2107
2108 /*
2109  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
2110  */
2111 struct sg_lb_stats {
2112         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
2113         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
2114         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
2115         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
2116         unsigned long group_capacity;
2117         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
2118         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
2119 };
2120
2121 /**
2122  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
2123  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
2124  */
2125 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
2126 {
2127         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
2128 }
2129
2130 /**
2131  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
2132  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
2133  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
2134  */
2135 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
2136                                         enum cpu_idle_type idle)
2137 {
2138         int load_idx;
2139
2140         switch (idle) {
2141         case CPU_NOT_IDLE:
2142                 load_idx = sd->busy_idx;
2143                 break;
2144
2145         case CPU_NEWLY_IDLE:
2146                 load_idx = sd->newidle_idx;
2147                 break;
2148         default:
2149                 load_idx = sd->idle_idx;
2150                 break;
2151         }
2152
2153         return load_idx;
2154 }
2155
2156
2157 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2158 /**
2159  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
2160  * the given sched_domain, during load balancing.
2161  *
2162  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
2163  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
2164  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
2165  */
2166 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2167         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2168 {
2169         /*
2170          * Busy processors will not participate in power savings
2171          * balance.
2172          */
2173         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2174                 sds->power_savings_balance = 0;
2175         else {
2176                 sds->power_savings_balance = 1;
2177                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
2178                 sds->leader_nr_running = 0;
2179         }
2180 }
2181
2182 /**
2183  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
2184  * sched_domain while performing load balancing.
2185  *
2186  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
2187  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2188  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
2189  *              load balancing ?
2190  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
2191  */
2192 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
2193         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
2194 {
2195
2196         if (!sds->power_savings_balance)
2197                 return;
2198
2199         /*
2200          * If the local group is idle or completely loaded
2201          * no need to do power savings balance at this domain
2202          */
2203         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2204                                 !sds->this_nr_running))
2205                 sds->power_savings_balance = 0;
2206
2207         /*
2208          * If a group is already running at full capacity or idle,
2209          * don't include that group in power savings calculations
2210          */
2211         if (!sds->power_savings_balance ||
2212                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2213                 !sgs->sum_nr_running)
2214                 return;
2215
2216         /*
2217          * Calculate the group which has the least non-idle load.
2218          * This is the group from where we need to pick up the load
2219          * for saving power
2220          */
2221         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
2222             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
2223              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
2224                 sds->group_min = group;
2225                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2226                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
2227                                                 sgs->sum_nr_running;
2228         }
2229
2230         /*
2231          * Calculate the group which is almost near its
2232          * capacity but still has some space to pick up some load
2233          * from other group and save more power
2234          */
2235         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
2236                 return;
2237
2238         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
2239             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
2240              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
2241                 sds->group_leader = group;
2242                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2243         }
2244 }
2245
2246 /**
2247  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
2248  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2249  *      under consideration.
2250  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
2251  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2252  *
2253  * Description:
2254  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
2255  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
2256  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
2257  *
2258  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
2259  * Else returns 0.
2260  */
2261 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2262                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2263 {
2264         if (!sds->power_savings_balance)
2265                 return 0;
2266
2267         if (sds->this != sds->group_leader ||
2268                         sds->group_leader == sds->group_min)
2269                 return 0;
2270
2271         *imbalance = sds->min_load_per_task;
2272         sds->busiest = sds->group_min;
2273
2274         return 1;
2275
2276 }
2277 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2278 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2279         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2280 {
2281         return;
2282 }
2283
2284 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
2285         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
2286 {
2287         return;
2288 }
2289
2290 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2291                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2292 {
2293         return 0;
2294 }
2295 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2296
2297
2298 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2299 {
2300         return SCHED_LOAD_SCALE;
2301 }
2302
2303 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2304 {
2305         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
2306 }
2307
2308 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2309 {
2310         unsigned long weight = sd->span_weight;
2311         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
2312
2313         smt_gain /= weight;
2314
2315         return smt_gain;
2316 }
2317
2318 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2319 {
2320         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
2321 }
2322
2323 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
2324 {
2325         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2326         u64 total, available;
2327
2328         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
2329
2330         if (unlikely(total < rq->rt_avg)) {
2331                 /* Ensures that power won't end up being negative */
2332                 available = 0;
2333         } else {
2334                 available = total - rq->rt_avg;
2335         }
2336
2337         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
2338                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
2339
2340         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2341
2342         return div_u64(available, total);
2343 }
2344
2345 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2346 {
2347         unsigned long weight = sd->span_weight;
2348         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
2349         struct sched_group *sdg = sd->groups;
2350
2351         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
2352                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
2353                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
2354                 else
2355                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
2356
2357                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2358         }
2359
2360         sdg->cpu_power_orig = power;
2361
2362         if (sched_feat(ARCH_POWER))
2363                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
2364         else
2365                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
2366
2367         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2368
2369         power *= scale_rt_power(cpu);
2370         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2371
2372         if (!power)
2373                 power = 1;
2374
2375         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
2376         sdg->cpu_power = power;
2377 }
2378
2379 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2380 {
2381         struct sched_domain *child = sd->child;
2382         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
2383         unsigned long power;
2384
2385         if (!child) {
2386                 update_cpu_power(sd, cpu);
2387                 return;
2388         }
2389
2390         power = 0;
2391
2392         group = child->groups;
2393         do {
2394                 power += group->cpu_power;
2395                 group = group->next;
2396         } while (group != child->groups);
2397
2398         sdg->cpu_power = power;
2399 }
2400
2401 /*
2402  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
2403  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
2404  * which on its own isn't powerful enough.
2405  *
2406  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
2407  */
2408 static inline int
2409 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
2410 {
2411         /*
2412          * Only siblings can have significantly less than SCHED_LOAD_SCALE
2413          */
2414         if (sd->level != SD_LV_SIBLING)
2415                 return 0;
2416
2417         /*
2418          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
2419          */
2420         if (group->cpu_power * 32 > group->cpu_power_orig * 29)
2421                 return 1;
2422
2423         return 0;
2424 }
2425
2426 /**
2427  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2428  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
2429  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
2430  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2431  * @idle: Idle status of this_cpu
2432  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
2433  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
2434  * @local_group: Does group contain this_cpu.
2435  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2436  * @balance: Should we balance.
2437  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
2438  */
2439 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
2440                         struct sched_group *group, int this_cpu,
2441                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
2442                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
2443                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
2444 {
2445         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load, max_nr_running;
2446         int i;
2447         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
2448         unsigned long avg_load_per_task = 0;
2449
2450         if (local_group)
2451                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
2452
2453         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2454         max_cpu_load = 0;
2455         min_cpu_load = ~0UL;
2456         max_nr_running = 0;
2457
2458         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
2459                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
2460
2461                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
2462                         *sd_idle = 0;
2463
2464                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2465                 if (local_group) {
2466                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
2467                                 first_idle_cpu = 1;
2468                                 balance_cpu = i;
2469                         }
2470
2471                         load = target_load(i, load_idx);
2472                 } else {
2473                         load = source_load(i, load_idx);
2474                         if (load > max_cpu_load) {
2475                                 max_cpu_load = load;
2476                                 max_nr_running = rq->nr_running;
2477                         }
2478                         if (min_cpu_load > load)
2479                                 min_cpu_load = load;
2480                 }
2481
2482                 sgs->group_load += load;
2483                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
2484                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
2485
2486         }
2487
2488         /*
2489          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
2490          * is eligible for doing load balancing at this and above
2491          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
2492          * to do the newly idle load balance.
2493          */
2494         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group) {
2495                 if (balance_cpu != this_cpu) {
2496                         *balance = 0;
2497                         return;
2498                 }
2499                 update_group_power(sd, this_cpu);
2500         }
2501
2502         /* Adjust by relative CPU power of the group */
2503         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
2504
2505         /*
2506          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
2507          * than the average weight of two tasks.
2508          *
2509          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
2510          *      might not be a suitable number - should we keep a
2511          *      normalized nr_running number somewhere that negates
2512          *      the hierarchy?
2513          */
2514         if (sgs->sum_nr_running)
2515                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
2516
2517         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task && max_nr_running > 1)
2518                 sgs->group_imb = 1;
2519
2520         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
2521         if (!sgs->group_capacity)
2522                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(sd, group);
2523
2524         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
2525                 sgs->group_has_capacity = 1;
2526 }
2527
2528 /**
2529  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
2530  * @sd: sched_domain whose statistics are to be checked
2531  * @sds: sched_domain statistics
2532  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
2533  * @sgs: sched_group statistics
2534  * @this_cpu: the current cpu
2535  *
2536  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
2537  * busiest group.
2538  */
2539 static bool update_sd_pick_busiest(struct sched_domain *sd,
2540                                    struct sd_lb_stats *sds,
2541                                    struct sched_group *sg,
2542                                    struct sg_lb_stats *sgs,
2543                                    int this_cpu)
2544 {
2545         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
2546                 return false;
2547
2548         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
2549                 return true;
2550
2551         if (sgs->group_imb)
2552                 return true;
2553
2554         /*
2555          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
2556          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
2557          * higher than ourself as busy.
2558          */
2559         if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
2560             this_cpu < group_first_cpu(sg)) {
2561                 if (!sds->busiest)
2562                         return true;
2563
2564                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
2565                         return true;
2566         }
2567
2568         return false;
2569 }
2570
2571 /**
2572  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2573  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
2574  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2575  * @idle: Idle status of this_cpu
2576  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing sg.
2577  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2578  * @balance: Should we balance.
2579  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
2580  */
2581 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2582                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
2583                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
2584                         struct sd_lb_stats *sds)
2585 {
2586         struct sched_domain *child = sd->child;
2587         struct sched_group *sg = sd->groups;
2588         struct sg_lb_stats sgs;
2589         int load_idx, prefer_sibling = 0;
2590
2591         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
2592                 prefer_sibling = 1;
2593
2594         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
2595         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
2596
2597         do {
2598                 int local_group;
2599
2600                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_group_cpus(sg));
2601                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
2602                 update_sg_lb_stats(sd, sg, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
2603                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
2604
2605                 if (local_group && !(*balance))
2606                         return;
2607
2608                 sds->total_load += sgs.group_load;
2609                 sds->total_pwr += sg->cpu_power;
2610
2611                 /*
2612                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
2613                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
2614                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
2615                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
2616                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
2617                  * extra check prevents the case where you always pull from the
2618                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
2619                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
2620                  */
2621                 if (prefer_sibling && !local_group && sds->this_has_capacity)
2622                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
2623
2624                 if (local_group) {
2625                         sds->this_load = sgs.avg_load;
2626                         sds->this = sg;
2627                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2628                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2629                         sds->this_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
2630                 } else if (update_sd_pick_busiest(sd, sds, sg, &sgs, this_cpu)) {
2631                         sds->max_load = sgs.avg_load;
2632                         sds->busiest = sg;
2633                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2634                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
2635                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2636                         sds->busiest_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
2637                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
2638                 }
2639
2640                 update_sd_power_savings_stats(sg, sds, local_group, &sgs);
2641                 sg = sg->next;
2642         } while (sg != sd->groups);
2643 }
2644
2645 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
2646 {
2647        return 0*SD_ASYM_PACKING;
2648 }
2649
2650 /**
2651  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
2652  *                      sched doman.
2653  *
2654  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
2655  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
2656  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
2657  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
2658  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
2659  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
2660  *
2661  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
2662  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
2663  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
2664  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
2665  * number.
2666  *
2667  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
2668  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
2669  *
2670  * @sd: The sched_domain whose packing is to be checked.
2671  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
2672  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
2673  * @imbalance: returns amount of imbalanced due to packing.
2674  */
2675 static int check_asym_packing(struct sched_domain *sd,
2676                               struct sd_lb_stats *sds,
2677                               int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2678 {
2679         int busiest_cpu;
2680
2681         if (!(sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
2682                 return 0;
2683
2684         if (!sds->busiest)
2685                 return 0;
2686
2687         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
2688         if (this_cpu > busiest_cpu)
2689                 return 0;
2690
2691         *imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(sds->max_load * sds->busiest->cpu_power,
2692                                        SCHED_LOAD_SCALE);
2693         return 1;
2694 }
2695
2696 /**
2697  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
2698  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
2699  *                      load balancing.
2700  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2701  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
2702  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2703  */
2704 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
2705                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2706 {
2707         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
2708         unsigned int imbn = 2;
2709         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
2710
2711         if (sds->this_nr_running) {
2712                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
2713                 if (sds->busiest_load_per_task >
2714                                 sds->this_load_per_task)
2715                         imbn = 1;
2716         } else
2717                 sds->this_load_per_task =
2718                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2719
2720         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
2721                                                  * SCHED_LOAD_SCALE;
2722         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->cpu_power;
2723
2724         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
2725                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
2726                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2727                 return;
2728         }
2729
2730         /*
2731          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
2732          * however we may be able to increase total CPU power used by
2733          * moving them.
2734          */
2735
2736         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
2737                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
2738         pwr_now += sds->this->cpu_power *
2739                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
2740         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
2741
2742         /* Amount of load we'd subtract */
2743         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2744                 sds->busiest->cpu_power;
2745         if (sds->max_load > tmp)
2746                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
2747                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
2748
2749         /* Amount of load we'd add */
2750         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
2751                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
2752                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
2753                         sds->this->cpu_power;
2754         else
2755                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2756                         sds->this->cpu_power;
2757         pwr_move += sds->this->cpu_power *
2758                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
2759         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
2760
2761         /* Move if we gain throughput */
2762         if (pwr_move > pwr_now)
2763                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2764 }
2765
2766 /**
2767  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
2768  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
2769  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2770  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
2771  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
2772  */
2773 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
2774                 unsigned long *imbalance)
2775 {
2776         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
2777
2778         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
2779         if (sds->group_imb) {
2780                 sds->busiest_load_per_task =
2781                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
2782         }
2783
2784         /*
2785          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
2786          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
2787          * its cpu_power, while calculating max_load..)
2788          */
2789         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
2790                 *imbalance = 0;
2791                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2792         }
2793
2794         if (!sds->group_imb) {
2795                 /*
2796                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
2797                  */
2798                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
2799                                                 sds->busiest_group_capacity);
2800
2801                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_LOAD_SCALE);
2802
2803                 load_above_capacity /= sds->busiest->cpu_power;
2804         }
2805
2806         /*
2807          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
2808          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
2809          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
2810          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
2811          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
2812          * for the minimum possible imbalance.
2813          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
2814          * with unsigned longs.
2815          */
2816         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
2817
2818         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
2819         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
2820                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
2821                         / SCHED_LOAD_SCALE;
2822
2823         /*
2824          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
2825          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
2826          * a think about bumping its value to force at least one task to be
2827          * moved
2828          */
2829         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
2830                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2831
2832 }
2833
2834 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
2835
2836 /**
2837  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
2838  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
2839  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
2840  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
2841  * such a group exists.
2842  *
2843  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
2844  * to restore balance.
2845  *
2846  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
2847  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
2848  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
2849  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
2850  * @idle: The idle status of this_cpu.
2851  * @sd_idle: The idleness of sd
2852  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
2853  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
2854  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
2855  *
2856  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
2857  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
2858  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
2859  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
2860  */
2861 static struct sched_group *
2862 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2863                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
2864                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
2865 {
2866         struct sd_lb_stats sds;
2867
2868         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
2869
2870         /*
2871          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
2872          * this level.
2873          */
2874         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
2875                                         balance, &sds);
2876
2877         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
2878         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
2879          *    at this level.
2880          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
2881          * 3) This group is the busiest group.
2882          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
2883          *    sched_domain.
2884          * 5) The imbalance is within the specified limit.
2885          *
2886          * Note: when doing newidle balance, if the local group has excess
2887          * capacity (i.e. nr_running < group_capacity) and the busiest group
2888          * does not have any capacity, we force a load balance to pull tasks
2889          * to the local group. In this case, we skip past checks 3, 4 and 5.
2890          */
2891         if (!(*balance))
2892                 goto ret;
2893
2894         if ((idle == CPU_IDLE || idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
2895             check_asym_packing(sd, &sds, this_cpu, imbalance))
2896                 return sds.busiest;
2897
2898         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
2899                 goto out_balanced;
2900
2901         /*  SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
2902         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && sds.this_has_capacity &&
2903                         !sds.busiest_has_capacity)
2904                 goto force_balance;
2905
2906         if (sds.this_load >= sds.max_load)
2907                 goto out_balanced;
2908
2909         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
2910
2911         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
2912                 goto out_balanced;
2913
2914         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
2915                 goto out_balanced;
2916
2917 force_balance:
2918         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
2919         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
2920         return sds.busiest;
2921
2922 out_balanced:
2923         /*
2924          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
2925          * to save power.
2926          */
2927         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
2928                 return sds.busiest;
2929 ret:
2930         *imbalance = 0;
2931         return NULL;
2932 }
2933
2934 /*
2935  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
2936  */
2937 static struct rq *
2938 find_busiest_queue(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group,
2939                    enum cpu_idle_type idle, unsigned long imbalance,
2940                    const struct cpumask *cpus)
2941 {
2942         struct rq *busiest = NULL, *rq;
2943         unsigned long max_load = 0;
2944         int i;
2945
2946         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2947                 unsigned long power = power_of(i);
2948                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
2949                 unsigned long wl;
2950
2951                 if (!capacity)
2952                         capacity = fix_small_capacity(sd, group);
2953
2954                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
2955                         continue;
2956
2957                 rq = cpu_rq(i);
2958                 wl = weighted_cpuload(i);
2959
2960                 /*
2961                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
2962                  * which is not scaled with the cpu power.
2963                  */
2964                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
2965                         continue;
2966
2967                 /*
2968                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
2969                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
2970                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
2971                  * running at a lower capacity.
2972                  */
2973                 wl = (wl * SCHED_LOAD_SCALE) / power;
2974
2975                 if (wl > max_load) {
2976                         max_load = wl;
2977                         busiest = rq;
2978                 }
2979         }
2980
2981         return busiest;
2982 }
2983
2984 /*
2985  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
2986  * so long as it is large enough.
2987  */
2988 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
2989
2990 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
2991 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
2992
2993 static int need_active_balance(struct sched_domain *sd, int sd_idle, int idle,
2994                                int busiest_cpu, int this_cpu)
2995 {
2996         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
2997
2998                 /*
2999                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
3000                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
3001                  * lowest numbered CPUs.
3002                  */
3003                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && busiest_cpu > this_cpu)
3004                         return 1;
3005
3006                 /*
3007                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
3008                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
3009                  * package.
3010                  *
3011                  * The package power saving logic comes from
3012                  * find_busiest_group(). If there are no imbalance, then
3013                  * f_b_g() will return NULL. However when sched_mc={1,2} then
3014                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
3015                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
3016                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
3017                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
3018                  * action will be taken in load_balance_newidle().
3019                  *
3020                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
3021                  * will be more than one task in the source run queue and
3022                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
3023                  * active balance code will not be triggered.
3024                  */
3025                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3026                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3027                         return 0;
3028
3029                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
3030                         return 0;
3031         }
3032
3033         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
3034 }
3035
3036 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
3037
3038 /*
3039  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3040  * tasks if there is an imbalance.
3041  */
3042 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
3043                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3044                         int *balance)
3045 {
3046         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
3047         struct sched_group *group;
3048         unsigned long imbalance;
3049         struct rq *busiest;
3050         unsigned long flags;
3051         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
3052
3053         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
3054
3055         /*
3056          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3057          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3058          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
3059          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3060          */
3061         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3062             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3063                 sd_idle = 1;
3064
3065         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
3066
3067 redo:
3068         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
3069                                    cpus, balance);
3070
3071         if (*balance == 0)
3072                 goto out_balanced;
3073
3074         if (!group) {
3075                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
3076                 goto out_balanced;
3077         }
3078
3079         busiest = find_busiest_queue(sd, group, idle, imbalance, cpus);
3080         if (!busiest) {
3081                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
3082                 goto out_balanced;
3083         }
3084
3085         BUG_ON(busiest == this_rq);
3086
3087         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
3088
3089         ld_moved = 0;
3090         if (busiest->nr_running > 1) {
3091                 /*
3092                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
3093                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
3094                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
3095                  * correctly treated as an imbalance.
3096                  */
3097                 local_irq_save(flags);
3098                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
3099                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3100                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
3101                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
3102                 local_irq_restore(flags);
3103
3104                 /*
3105                  * some other cpu did the load balance for us.
3106                  */
3107                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
3108                         resched_cpu(this_cpu);
3109
3110                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
3111                 if (unlikely(all_pinned)) {
3112                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
3113                         if (!cpumask_empty(cpus))
3114                                 goto redo;
3115                         goto out_balanced;
3116                 }
3117         }
3118
3119         if (!ld_moved) {
3120                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
3121                 /*
3122                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
3123                  * We do not want newidle balance, which can be very
3124                  * frequent, pollute the failure counter causing
3125                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
3126                  */
3127                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
3128                         sd->nr_balance_failed++;
3129
3130                 if (need_active_balance(sd, sd_idle, idle, cpu_of(busiest),
3131                                         this_cpu)) {
3132                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
3133
3134                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
3135                          * if the curr task on busiest cpu can't be
3136                          * moved to this_cpu
3137                          */
3138                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
3139                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
3140                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
3141                                                             flags);
3142                                 all_pinned = 1;
3143                                 goto out_one_pinned;
3144                         }
3145
3146                         /*
3147                          * ->active_balance synchronizes accesses to
3148                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
3149                          * only after active load balance is finished.
3150                          */
3151                         if (!busiest->active_balance) {
3152                                 busiest->active_balance = 1;
3153                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
3154                                 active_balance = 1;
3155                         }
3156                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3157
3158                         if (active_balance)
3159                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
3160                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
3161                                         &busiest->active_balance_work);
3162
3163                         /*
3164                          * We've kicked active balancing, reset the failure
3165                          * counter.
3166                          */
3167                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
3168                 }
3169         } else
3170                 sd->nr_balance_failed = 0;
3171
3172         if (likely(!active_balance)) {
3173                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
3174                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
3175         } else {
3176                 /*
3177                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
3178                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
3179                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3180                  * move_tasks).
3181                  */
3182                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3183                         sd->balance_interval *= 2;
3184         }
3185
3186         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3187             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3188                 ld_moved = -1;
3189
3190         goto out;
3191
3192 out_balanced:
3193         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3194
3195         sd->nr_balance_failed = 0;
3196
3197 out_one_pinned:
3198         /* tune up the balancing interval */
3199         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3200                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3201                 sd->balance_interval *= 2;
3202
3203         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3204             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3205                 ld_moved = -1;
3206         else
3207                 ld_moved = 0;
3208 out:
3209         return ld_moved;
3210 }
3211
3212 /*
3213  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
3214  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
3215  */
3216 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
3217 {
3218         struct sched_domain *sd;
3219         int pulled_task = 0;
3220         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
3221
3222         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
3223
3224         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
3225                 return;
3226
3227         /*
3228          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
3229          */
3230         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
3231
3232         for_each_domain(this_cpu, sd) {
3233                 unsigned long interval;
3234                 int balance = 1;
3235
3236                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3237                         continue;
3238
3239                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
3240                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
3241                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
3242                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
3243                 }
3244
3245                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
3246                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
3247                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3248                 if (pulled_task)
3249                         break;
3250         }
3251
3252         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
3253
3254         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
3255                 /*
3256                  * We are going idle. next_balance may be set based on
3257                  * a busy processor. So reset next_balance.
3258                  */
3259                 this_rq->next_balance = next_balance;
3260         }
3261 }
3262
3263 /*
3264  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
3265  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
3266  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
3267  * avoids physical / logical imbalances.
3268  */
3269 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
3270 {
3271         struct rq *busiest_rq = data;
3272         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
3273         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
3274         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
3275         struct sched_domain *sd;
3276
3277         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
3278
3279         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
3280         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
3281                      !busiest_rq->active_balance))
3282                 goto out_unlock;
3283
3284         /* Is there any task to move? */
3285         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
3286                 goto out_unlock;
3287
3288         /*
3289          * This condition is "impossible", if it occurs
3290          * we need to fix it. Originally reported by
3291          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
3292          */
3293         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
3294
3295         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
3296         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
3297
3298         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
3299         for_each_domain(target_cpu, sd) {
3300                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
3301                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
3302                                 break;
3303         }
3304
3305         if (likely(sd)) {
3306                 schedstat_inc(sd, alb_count);
3307
3308                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
3309                                   sd, CPU_IDLE))
3310                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
3311                 else
3312                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
3313         }
3314         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
3315 out_unlock:
3316         busiest_rq->active_balance = 0;
3317         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
3318         return 0;
3319 }
3320
3321 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3322
3323 static DEFINE_PER_CPU(struct call_single_data, remote_sched_softirq_cb);
3324
3325 static void trigger_sched_softirq(void *data)
3326 {
3327         raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
3328 }
3329
3330 static inline void init_sched_softirq_csd(struct call_single_data *csd)
3331 {
3332         csd->func = trigger_sched_softirq;
3333         csd->info = NULL;
3334         csd->flags = 0;
3335         csd->priv = 0;
3336 }
3337
3338 /*
3339  * idle load balancing details
3340  * - One of the idle CPUs nominates itself as idle load_balancer, while
3341  *   entering idle.
3342  * - This idle load balancer CPU will also go into tickless mode when
3343  *   it is idle, just like all other idle CPUs
3344  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
3345  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
3346  *   load balancing for all the idle CPUs.
3347  */
3348 static struct {
3349         atomic_t load_balancer;
3350         atomic_t first_pick_cpu;
3351         atomic_t second_pick_cpu;
3352         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
3353         cpumask_var_t grp_idle_mask;
3354         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
3355 } nohz ____cacheline_aligned;
3356
3357 int get_nohz_load_balancer(void)
3358 {
3359         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
3360 }
3361
3362 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3363 /**
3364  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
3365  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
3366  *              be returned.
3367  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
3368  *              for the given cpu.
3369  *
3370  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
3371  */
3372 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
3373 {
3374         struct sched_domain *sd;
3375
3376         for_each_domain(cpu, sd)
3377                 if (sd && (sd->flags & flag))
3378                         break;
3379
3380         return sd;
3381 }
3382
3383 /**
3384  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
3385  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
3386  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
3387  *              for cpu.
3388  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
3389  *
3390  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
3391  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
3392  */
3393 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
3394         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
3395                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
3396
3397 /**
3398  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
3399  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
3400  *
3401  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
3402  *
3403  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
3404  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
3405  * sched_group is semi-idle or not.
3406  */
3407 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
3408 {
3409         cpumask_and(nohz.grp_idle_mask, nohz.idle_cpus_mask,
3410                                         sched_group_cpus(ilb_group));
3411
3412         /*
3413          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
3414          * and atleast one idle cpu.
3415          */
3416         if (cpumask_empty(nohz.grp_idle_mask))
3417                 return 0;
3418
3419         if (cpumask_equal(nohz.grp_idle_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
3420                 return 0;
3421
3422         return 1;
3423 }
3424 /**
3425  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
3426  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
3427  *
3428  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
3429  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
3430  *
3431  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
3432  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
3433  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
3434  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
3435  */
3436 static int find_new_ilb(int cpu)
3437 {
3438         struct sched_domain *sd;
3439         struct sched_group *ilb_group;
3440
3441         /*
3442          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
3443          * when power-aware load balancing is enabled
3444          */
3445         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
3446                 goto out_done;
3447
3448         /*
3449          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
3450          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
3451          */
3452         if (cpumask_weight(nohz.idle_cpus_mask) < 2)
3453                 goto out_done;
3454
3455         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
3456                 ilb_group = sd->groups;
3457
3458                 do {
3459                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
3460                                 return cpumask_first(nohz.grp_idle_mask);
3461
3462                         ilb_group = ilb_group->next;
3463
3464                 } while (ilb_group != sd->groups);
3465         }
3466
3467 out_done:
3468         return nr_cpu_ids;
3469 }
3470 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
3471 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
3472 {
3473         return nr_cpu_ids;
3474 }
3475 #endif
3476
3477 /*
3478  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
3479  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
3480  * CPU (if there is one).
3481  */
3482 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
3483 {
3484         int ilb_cpu;
3485
3486         nohz.next_balance++;
3487
3488         ilb_cpu = get_nohz_load_balancer();
3489
3490         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids) {
3491                 ilb_cpu = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
3492                 if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
3493                         return;
3494         }
3495
3496         if (!cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick) {
3497                 struct call_single_data *cp;
3498
3499                 cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick = 1;
3500                 cp = &per_cpu(remote_sched_softirq_cb, cpu);
3501                 __smp_call_function_single(ilb_cpu, cp, 0);
3502         }
3503         return;
3504 }
3505
3506 /*
3507  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
3508  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
3509  * load balancing on behalf of all those cpus.
3510  *
3511  * When the ilb owner becomes busy, we will not have new ilb owner until some
3512  * idle CPU wakes up and goes back to idle or some busy CPU tries to kick
3513  * idle load balancing by kicking one of the idle CPUs.
3514  *
3515  * Ticks are stopped for the ilb owner as well, with busy CPU kicking this
3516  * ilb owner CPU in future (when there is a need for idle load balancing on
3517  * behalf of all idle CPUs).
3518  */
3519 void select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
3520 {
3521         int cpu = smp_processor_id();
3522
3523         if (stop_tick) {
3524                 if (!cpu_active(cpu)) {
3525                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
3526                                 return;
3527
3528                         /*
3529                          * If we are going offline and still the leader,
3530                          * give up!
3531                          */
3532                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
3533                                            nr_cpu_ids) != cpu)
3534                                 BUG();
3535
3536                         return;
3537                 }
3538
3539                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
3540
3541                 if (atomic_read(&nohz.first_pick_cpu) == cpu)
3542                         atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3543                 if (atomic_read(&nohz.second_pick_cpu) == cpu)
3544                         atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3545
3546                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) >= nr_cpu_ids) {
3547                         int new_ilb;
3548
3549                         /* make me the ilb owner */
3550                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids,
3551                                            cpu) != nr_cpu_ids)
3552                                 return;
3553
3554                         /*
3555                          * Check to see if there is a more power-efficient
3556                          * ilb.
3557                          */
3558                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
3559                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
3560                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids);
3561                                 resched_cpu(new_ilb);
3562                                 return;
3563                         }
3564                         return;
3565                 }
3566         } else {
3567                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
3568                         return;
3569
3570                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
3571
3572                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3573                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
3574                                            nr_cpu_ids) != cpu)
3575                                 BUG();
3576         }
3577         return;
3578 }
3579 #endif
3580
3581 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
3582
3583 /*
3584  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
3585  * and initiates a balancing operation if so.
3586  *
3587  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
3588  */
3589 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
3590 {
3591         int balance = 1;
3592         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3593         unsigned long interval;
3594         struct sched_domain *sd;
3595         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
3596         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
3597         int update_next_balance = 0;
3598         int need_serialize;
3599
3600         update_shares(cpu);
3601
3602         for_each_domain(cpu, sd) {
3603                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3604                         continue;
3605
3606                 interval = sd->balance_interval;
3607                 if (idle != CPU_IDLE)
3608                         interval *= sd->busy_factor;
3609
3610                 /* scale ms to jiffies */
3611                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
3612                 if (unlikely(!interval))
3613                         interval = 1;
3614                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
3615                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
3616
3617                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
3618
3619                 if (need_serialize) {
3620                         if (!spin_trylock(&balancing))
3621                                 goto out;
3622                 }
3623
3624                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
3625                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
3626                                 /*
3627                                  * We've pulled tasks over so either we're no
3628                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
3629                                  * not idle.
3630                                  */
3631                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
3632                         }
3633                         sd->last_balance = jiffies;
3634                 }
3635                 if (need_serialize)
3636                         spin_unlock(&balancing);
3637 out:
3638                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
3639                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3640                         update_next_balance = 1;
3641                 }
3642
3643                 /*
3644                  * Stop the load balance at this level. There is another
3645                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
3646                  * actively.
3647                  */
3648                 if (!balance)
3649                         break;
3650         }
3651
3652         /*
3653          * next_balance will be updated only when there is a need.
3654          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
3655          * updated.
3656          */
3657         if (likely(update_next_balance))
3658                 rq->next_balance = next_balance;
3659 }
3660
3661 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3662 /*
3663  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
3664  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
3665  */
3666 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
3667 {
3668         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3669         struct rq *rq;
3670         int balance_cpu;
3671
3672         if (idle != CPU_IDLE || !this_rq->nohz_balance_kick)
3673                 return;
3674
3675         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
3676                 if (balance_cpu == this_cpu)
3677                         continue;
3678
3679                 /*
3680                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
3681                  * work being done for other cpus. Next load
3682                  * balancing owner will pick it up.
3683                  */
3684                 if (need_resched()) {
3685                         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
3686                         break;
3687                 }
3688
3689                 raw_spin_lock_irq(&this_rq->lock);
3690                 update_rq_clock(this_rq);
3691                 update_cpu_load(this_rq);
3692                 raw_spin_unlock_irq(&this_rq->lock);
3693
3694                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
3695
3696                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
3697                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
3698                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
3699         }
3700         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
3701         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
3702 }
3703
3704 /*
3705  * Current heuristic for kicking the idle load balancer
3706  * - first_pick_cpu is the one of the busy CPUs. It will kick
3707  *   idle load balancer when it has more than one process active. This
3708  *   eliminates the need for idle load balancing altogether when we have
3709  *   only one running process in the system (common case).
3710  * - If there are more than one busy CPU, idle load balancer may have
3711  *   to run for active_load_balance to happen (i.e., two busy CPUs are
3712  *   SMT or core siblings and can run better if they move to different
3713  *   physical CPUs). So, second_pick_cpu is the second of the busy CPUs
3714  *   which will kick idle load balancer as soon as it has any load.
3715  */
3716 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
3717 {
3718         unsigned long now = jiffies;
3719         int ret;
3720         int first_pick_cpu, second_pick_cpu;
3721
3722         if (time_before(now, nohz.next_balance))
3723                 return 0;
3724
3725         if (rq->idle_at_tick)
3726                 return 0;
3727
3728         first_pick_cpu = atomic_read(&nohz.first_pick_cpu);
3729         second_pick_cpu = atomic_read(&nohz.second_pick_cpu);
3730
3731         if (first_pick_cpu < nr_cpu_ids && first_pick_cpu != cpu &&
3732             second_pick_cpu < nr_cpu_ids && second_pick_cpu != cpu)
3733                 return 0;
3734
3735         ret = atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
3736         if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
3737                 atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3738                 if (rq->nr_running > 1)
3739                         return 1;
3740         } else {
3741                 ret = atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
3742                 if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
3743                         if (rq->nr_running)
3744                                 return 1;
3745                 }
3746         }
3747         return 0;
3748 }
3749 #else
3750 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
3751 #endif
3752
3753 /*
3754  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
3755  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
3756  */
3757 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
3758 {
3759         int this_cpu = smp_processor_id();
3760         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3761         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
3762                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
3763
3764         rebalance_domains(this_cpu, idle);
3765
3766         /*
3767          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
3768          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
3769          * stopped.
3770          */
3771         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
3772 }
3773
3774 static inline int on_null_domain(int cpu)
3775 {
3776         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
3777 }
3778
3779 /*
3780  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
3781  */
3782 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
3783 {
3784         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
3785         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
3786             likely(!on_null_domain(cpu)))
3787                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
3788 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3789         else if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
3790                 nohz_balancer_kick(cpu);
3791 #endif
3792 }
3793
3794 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
3795 {
3796         update_sysctl();
3797 }
3798
3799 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
3800 {
3801         update_sysctl();
3802 }
3803
3804 #else   /* CONFIG_SMP */
3805
3806 /*
3807  * on UP we do not need to balance between CPUs:
3808  */
3809 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
3810 {
3811 }
3812
3813 #endif /* CONFIG_SMP */
3814
3815 /*
3816  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
3817  */
3818 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
3819 {
3820         struct cfs_rq *cfs_rq;
3821         struct sched_entity *se = &curr->se;
3822
3823         for_each_sched_entity(se) {
3824                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3825                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
3826         }
3827 }
3828
3829 /*
3830  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
3831  *  - child not yet on the tasklist
3832  *  - preemption disabled
3833  */
3834 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
3835 {
3836         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(current);
3837         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
3838         int this_cpu = smp_processor_id();
3839         struct rq *rq = this_rq();
3840         unsigned long flags;
3841
3842         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3843
3844         update_rq_clock(rq);
3845
3846         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu)) {
3847                 rcu_read_lock();
3848                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
3849                 rcu_read_unlock();
3850         }
3851
3852         update_curr(cfs_rq);
3853
3854         if (curr)
3855                 se->vruntime = curr->vruntime;
3856         place_entity(cfs_rq, se, 1);
3857
3858         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
3859                 /*
3860                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
3861                  * 'current' within the tree based on its new key value.
3862                  */
3863                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
3864                 resched_task(rq->curr);
3865         }
3866
3867         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3868
3869         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3870 }
3871
3872 /*
3873  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
3874  * the current task.
3875  */
3876 static void prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3877                               int oldprio, int running)
3878 {
3879         /*
3880          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
3881          * our priority decreased, or if we are not currently running on
3882          * this runqueue and our priority is higher than the current's
3883          */
3884         if (running) {
3885                 if (p->prio > oldprio)
3886                         resched_task(rq->curr);
3887         } else
3888                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3889 }
3890
3891 /*
3892  * We switched to the sched_fair class.
3893  */
3894 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3895                              int running)
3896 {
3897         /*
3898          * We were most likely switched from sched_rt, so
3899          * kick off the schedule if running, otherwise just see
3900          * if we can still preempt the current task.
3901          */
3902         if (running)
3903                 resched_task(rq->curr);
3904         else
3905                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3906 }
3907
3908 /* Account for a task changing its policy or group.
3909  *
3910  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
3911  * migrates between groups/classes.
3912  */
3913 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
3914 {
3915         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
3916
3917         for_each_sched_entity(se)
3918                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
3919 }
3920
3921 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3922 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
3923 {
3924         /*
3925          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
3926          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
3927          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
3928          * bonus in place_entity()).
3929          *
3930          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
3931          * ->vruntime to a relative base.
3932          *
3933          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
3934          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
3935          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
3936          */
3937         if (!on_rq)
3938                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
3939         set_task_rq(p, task_cpu(p));
3940         if (!on_rq)
3941                 p->se.vruntime += cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
3942 }
3943 #endif
3944
3945 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
3946 {
3947         struct sched_entity *se = &task->se;
3948         unsigned int rr_interval = 0;
3949
3950         /*
3951          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
3952          * idle runqueue:
3953          */
3954         if (rq->cfs.load.weight)
3955                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
3956
3957         return rr_interval;
3958 }
3959
3960 /*
3961  * All the scheduling class methods:
3962  */
3963 static const struct sched_class fair_sched_class = {
3964         .next                   = &idle_sched_class,
3965         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
3966         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
3967         .yield_task             = yield_task_fair,
3968
3969         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
3970
3971         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
3972         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
3973
3974 #ifdef CONFIG_SMP
3975         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
3976
3977         .rq_online              = rq_online_fair,
3978         .rq_offline             = rq_offline_fair,
3979
3980         .task_waking            = task_waking_fair,
3981 #endif
3982
3983         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
3984         .task_tick              = task_tick_fair,
3985         .task_fork              = task_fork_fair,
3986
3987         .prio_changed           = prio_changed_fair,
3988         .switched_to            = switched_to_fair,
3989
3990         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
3991
3992 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3993         .task_move_group        = task_move_group_fair,
3994 #endif
3995 };
3996
3997 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3998 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
3999 {
4000         struct cfs_rq *cfs_rq;
4001
4002         rcu_read_lock();
4003         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
4004                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
4005         rcu_read_unlock();
4006 }
4007 #endif