sched: Set group_imb only a task can be pulled from the busiest cpu
[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         WRT_SYSCTL(sched_shares_ratelimit);
421 #undef WRT_SYSCTL
422
423         return 0;
424 }
425 #endif
426
427 /*
428  * delta /= w
429  */
430 static inline unsigned long
431 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
432 {
433         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
434                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
435
436         return delta;
437 }
438
439 /*
440  * The idea is to set a period in which each task runs once.
441  *
442  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
443  * this period because otherwise the slices get too small.
444  *
445  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
446  */
447 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
448 {
449         u64 period = sysctl_sched_latency;
450         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
451
452         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
453                 period = sysctl_sched_min_granularity;
454                 period *= nr_running;
455         }
456
457         return period;
458 }
459
460 /*
461  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
462  * proportional to the weight.
463  *
464  * s = p*P[w/rw]
465  */
466 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
467 {
468         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
469
470         for_each_sched_entity(se) {
471                 struct load_weight *load;
472                 struct load_weight lw;
473
474                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
475                 load = &cfs_rq->load;
476
477                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
478                         lw = cfs_rq->load;
479
480                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
481                         load = &lw;
482                 }
483                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
484         }
485         return slice;
486 }
487
488 /*
489  * We calculate the vruntime slice of a to be inserted task
490  *
491  * vs = s/w
492  */
493 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
494 {
495         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
496 }
497
498 /*
499  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
500  * are not in our scheduling class.
501  */
502 static inline void
503 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
504               unsigned long delta_exec)
505 {
506         unsigned long delta_exec_weighted;
507
508         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
509                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
510
511         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
512         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
513         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
514
515         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
516         update_min_vruntime(cfs_rq);
517 }
518
519 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
520 {
521         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
522         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock;
523         unsigned long delta_exec;
524
525         if (unlikely(!curr))
526                 return;
527
528         /*
529          * Get the amount of time the current task was running
530          * since the last time we changed load (this cannot
531          * overflow on 32 bits):
532          */
533         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
534         if (!delta_exec)
535                 return;
536
537         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
538         curr->exec_start = now;
539
540         if (entity_is_task(curr)) {
541                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
542
543                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
544                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
545                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
546         }
547 }
548
549 static inline void
550 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
551 {
552         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
553 }
554
555 /*
556  * Task is being enqueued - update stats:
557  */
558 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
559 {
560         /*
561          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
562          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
563          */
564         if (se != cfs_rq->curr)
565                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
566 }
567
568 static void
569 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
570 {
571         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
572                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
573         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
574         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
575                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
576 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
577         if (entity_is_task(se)) {
578                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
579                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
580         }
581 #endif
582         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
583 }
584
585 static inline void
586 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
587 {
588         /*
589          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
590          * waiting task:
591          */
592         if (se != cfs_rq->curr)
593                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
594 }
595
596 /*
597  * We are picking a new current task - update its stats:
598  */
599 static inline void
600 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
601 {
602         /*
603          * We are starting a new run period:
604          */
605         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
606 }
607
608 /**************************************************
609  * Scheduling class queueing methods:
610  */
611
612 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
613 static void
614 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
615 {
616         cfs_rq->task_weight += weight;
617 }
618 #else
619 static inline void
620 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
621 {
622 }
623 #endif
624
625 static void
626 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
627 {
628         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
629         if (!parent_entity(se))
630                 inc_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
631         if (entity_is_task(se)) {
632                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, se->load.weight);
633                 list_add(&se->group_node, &cfs_rq->tasks);
634         }
635         cfs_rq->nr_running++;
636         se->on_rq = 1;
637 }
638
639 static void
640 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
641 {
642         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
643         if (!parent_entity(se))
644                 dec_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
645         if (entity_is_task(se)) {
646                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, -se->load.weight);
647                 list_del_init(&se->group_node);
648         }
649         cfs_rq->nr_running--;
650         se->on_rq = 0;
651 }
652
653 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
654 {
655 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
656         struct task_struct *tsk = NULL;
657
658         if (entity_is_task(se))
659                 tsk = task_of(se);
660
661         if (se->statistics.sleep_start) {
662                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
663
664                 if ((s64)delta < 0)
665                         delta = 0;
666
667                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
668                         se->statistics.sleep_max = delta;
669
670                 se->statistics.sleep_start = 0;
671                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
672
673                 if (tsk) {
674                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
675                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
676                 }
677         }
678         if (se->statistics.block_start) {
679                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
680
681                 if ((s64)delta < 0)
682                         delta = 0;
683
684                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
685                         se->statistics.block_max = delta;
686
687                 se->statistics.block_start = 0;
688                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
689
690                 if (tsk) {
691                         if (tsk->in_iowait) {
692                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
693                                 se->statistics.iowait_count++;
694                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
695                         }
696
697                         /*
698                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
699                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
700                          * amount of time that the task spent sleeping:
701                          */
702                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
703                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
704                                                 (void *)get_wchan(tsk),
705                                                 delta >> 20);
706                         }
707                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
708                 }
709         }
710 #endif
711 }
712
713 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
714 {
715 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
716         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
717
718         if (d < 0)
719                 d = -d;
720
721         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
722                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
723 #endif
724 }
725
726 static void
727 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
728 {
729         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
730
731         /*
732          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
733          * however the extra weight of the new task will slow them down a
734          * little, place the new task so that it fits in the slot that
735          * stays open at the end.
736          */
737         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
738                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
739
740         /* sleeps up to a single latency don't count. */
741         if (!initial) {
742                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
743
744                 /*
745                  * Halve their sleep time's effect, to allow
746                  * for a gentler effect of sleepers:
747                  */
748                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
749                         thresh >>= 1;
750
751                 vruntime -= thresh;
752         }
753
754         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
755         vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
756
757         se->vruntime = vruntime;
758 }
759
760 static void
761 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
762 {
763         /*
764          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
765          * through callig update_curr().
766          */
767         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
768                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
769
770         /*
771          * Update run-time statistics of the 'current'.
772          */
773         update_curr(cfs_rq);
774         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
775
776         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
777                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
778                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
779         }
780
781         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
782         check_spread(cfs_rq, se);
783         if (se != cfs_rq->curr)
784                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
785 }
786
787 static void __clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
788 {
789         if (!se || cfs_rq->last == se)
790                 cfs_rq->last = NULL;
791
792         if (!se || cfs_rq->next == se)
793                 cfs_rq->next = NULL;
794 }
795
796 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
797 {
798         for_each_sched_entity(se)
799                 __clear_buddies(cfs_rq_of(se), se);
800 }
801
802 static void
803 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
804 {
805         /*
806          * Update run-time statistics of the 'current'.
807          */
808         update_curr(cfs_rq);
809
810         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
811         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
812 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
813                 if (entity_is_task(se)) {
814                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
815
816                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
817                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
818                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
819                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
820                 }
821 #endif
822         }
823
824         clear_buddies(cfs_rq, se);
825
826         if (se != cfs_rq->curr)
827                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
828         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
829         update_min_vruntime(cfs_rq);
830
831         /*
832          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
833          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
834          * movement in our normalized position.
835          */
836         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
837                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
838 }
839
840 /*
841  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
842  */
843 static void
844 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
845 {
846         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
847
848         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
849         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
850         if (delta_exec > ideal_runtime) {
851                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
852                 /*
853                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
854                  * re-elected due to buddy favours.
855                  */
856                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
857                 return;
858         }
859
860         /*
861          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
862          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
863          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
864          */
865         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
866                 return;
867
868         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
869                 return;
870
871         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
872                 struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
873                 s64 delta = curr->vruntime - se->vruntime;
874
875                 if (delta > ideal_runtime)
876                         resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
877         }
878 }
879
880 static void
881 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
882 {
883         /* 'current' is not kept within the tree. */
884         if (se->on_rq) {
885                 /*
886                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
887                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
888                  * runqueue.
889                  */
890                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
891                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
892         }
893
894         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
895         cfs_rq->curr = se;
896 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
897         /*
898          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
899          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
900          * when there are only lesser-weight tasks around):
901          */
902         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
903                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
904                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
905         }
906 #endif
907         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
908 }
909
910 static int
911 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
912
913 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
914 {
915         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
916         struct sched_entity *left = se;
917
918         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
919                 se = cfs_rq->next;
920
921         /*
922          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
923          */
924         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
925                 se = cfs_rq->last;
926
927         clear_buddies(cfs_rq, se);
928
929         return se;
930 }
931
932 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
933 {
934         /*
935          * If still on the runqueue then deactivate_task()
936          * was not called and update_curr() has to be done:
937          */
938         if (prev->on_rq)
939                 update_curr(cfs_rq);
940
941         check_spread(cfs_rq, prev);
942         if (prev->on_rq) {
943                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
944                 /* Put 'current' back into the tree. */
945                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
946         }
947         cfs_rq->curr = NULL;
948 }
949
950 static void
951 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
952 {
953         /*
954          * Update run-time statistics of the 'current'.
955          */
956         update_curr(cfs_rq);
957
958 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
959         /*
960          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
961          * validating it and just reschedule.
962          */
963         if (queued) {
964                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
965                 return;
966         }
967         /*
968          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
969          */
970         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
971                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
972                 return;
973 #endif
974
975         if (cfs_rq->nr_running > 1 || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
976                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
977 }
978
979 /**************************************************
980  * CFS operations on tasks:
981  */
982
983 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
984 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
985 {
986         struct sched_entity *se = &p->se;
987         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
988
989         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
990
991         if (hrtick_enabled(rq) && cfs_rq->nr_running > 1) {
992                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
993                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
994                 s64 delta = slice - ran;
995
996                 if (delta < 0) {
997                         if (rq->curr == p)
998                                 resched_task(p);
999                         return;
1000                 }
1001
1002                 /*
1003                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
1004                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
1005                  */
1006                 if (rq->curr != p)
1007                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
1008
1009                 hrtick_start(rq, delta);
1010         }
1011 }
1012
1013 /*
1014  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
1015  * current task is from our class and nr_running is low enough
1016  * to matter.
1017  */
1018 static void hrtick_update(struct rq *rq)
1019 {
1020         struct task_struct *curr = rq->curr;
1021
1022         if (curr->sched_class != &fair_sched_class)
1023                 return;
1024
1025         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
1026                 hrtick_start_fair(rq, curr);
1027 }
1028 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1029 static inline void
1030 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1031 {
1032 }
1033
1034 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
1035 {
1036 }
1037 #endif
1038
1039 /*
1040  * The enqueue_task method is called before nr_running is
1041  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
1042  * then put the task into the rbtree:
1043  */
1044 static void
1045 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1046 {
1047         struct cfs_rq *cfs_rq;
1048         struct sched_entity *se = &p->se;
1049
1050         for_each_sched_entity(se) {
1051                 if (se->on_rq)
1052                         break;
1053                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1054                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
1055                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1056         }
1057
1058         hrtick_update(rq);
1059 }
1060
1061 /*
1062  * The dequeue_task method is called before nr_running is
1063  * decreased. We remove the task from the rbtree and
1064  * update the fair scheduling stats:
1065  */
1066 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1067 {
1068         struct cfs_rq *cfs_rq;
1069         struct sched_entity *se = &p->se;
1070
1071         for_each_sched_entity(se) {
1072                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1073                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
1074                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
1075                 if (cfs_rq->load.weight)
1076                         break;
1077                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
1078         }
1079
1080         hrtick_update(rq);
1081 }
1082
1083 /*
1084  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
1085  *
1086  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
1087  */
1088 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
1089 {
1090         struct task_struct *curr = rq->curr;
1091         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1092         struct sched_entity *rightmost, *se = &curr->se;
1093
1094         /*
1095          * Are we the only task in the tree?
1096          */
1097         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
1098                 return;
1099
1100         clear_buddies(cfs_rq, se);
1101
1102         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield) && curr->policy != SCHED_BATCH) {
1103                 update_rq_clock(rq);
1104                 /*
1105                  * Update run-time statistics of the 'current'.
1106                  */
1107                 update_curr(cfs_rq);
1108
1109                 return;
1110         }
1111         /*
1112          * Find the rightmost entry in the rbtree:
1113          */
1114         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
1115         /*
1116          * Already in the rightmost position?
1117          */
1118         if (unlikely(!rightmost || entity_before(rightmost, se)))
1119                 return;
1120
1121         /*
1122          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
1123          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1124          * 'current' within the tree based on its new key value.
1125          */
1126         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
1127 }
1128
1129 #ifdef CONFIG_SMP
1130
1131 static void task_waking_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1132 {
1133         struct sched_entity *se = &p->se;
1134         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1135
1136         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1137 }
1138
1139 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1140 /*
1141  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
1142  *
1143  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
1144  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
1145  * can calculate the shift in shares.
1146  *
1147  * The problem is that perfectly aligning the shares is rather expensive, hence
1148  * we try to avoid doing that too often - see update_shares(), which ratelimits
1149  * this change.
1150  *
1151  * We compensate this by not only taking the current delta into account, but
1152  * also considering the delta between when the shares were last adjusted and
1153  * now.
1154  *
1155  * We still saw a performance dip, some tracing learned us that between
1156  * cgroup:/ and cgroup:/foo balancing the number of affine wakeups increased
1157  * significantly. Therefore try to bias the error in direction of failing
1158  * the affine wakeup.
1159  *
1160  */
1161 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
1162                 long wl, long wg)
1163 {
1164         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
1165
1166         if (!tg->parent)
1167                 return wl;
1168
1169         /*
1170          * By not taking the decrease of shares on the other cpu into
1171          * account our error leans towards reducing the affine wakeups.
1172          */
1173         if (!wl && sched_feat(ASYM_EFF_LOAD))
1174                 return wl;
1175
1176         for_each_sched_entity(se) {
1177                 long S, rw, s, a, b;
1178                 long more_w;
1179
1180                 /*
1181                  * Instead of using this increment, also add the difference
1182                  * between when the shares were last updated and now.
1183                  */
1184                 more_w = se->my_q->load.weight - se->my_q->rq_weight;
1185                 wl += more_w;
1186                 wg += more_w;
1187
1188                 S = se->my_q->tg->shares;
1189                 s = se->my_q->shares;
1190                 rw = se->my_q->rq_weight;
1191
1192                 a = S*(rw + wl);
1193                 b = S*rw + s*wg;
1194
1195                 wl = s*(a-b);
1196
1197                 if (likely(b))
1198                         wl /= b;
1199
1200                 /*
1201                  * Assume the group is already running and will
1202                  * thus already be accounted for in the weight.
1203                  *
1204                  * That is, moving shares between CPUs, does not
1205                  * alter the group weight.
1206                  */
1207                 wg = 0;
1208         }
1209
1210         return wl;
1211 }
1212
1213 #else
1214
1215 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
1216                 unsigned long wl, unsigned long wg)
1217 {
1218         return wl;
1219 }
1220
1221 #endif
1222
1223 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
1224 {
1225         unsigned long this_load, load;
1226         int idx, this_cpu, prev_cpu;
1227         unsigned long tl_per_task;
1228         struct task_group *tg;
1229         unsigned long weight;
1230         int balanced;
1231
1232         idx       = sd->wake_idx;
1233         this_cpu  = smp_processor_id();
1234         prev_cpu  = task_cpu(p);
1235         load      = source_load(prev_cpu, idx);
1236         this_load = target_load(this_cpu, idx);
1237
1238         /*
1239          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
1240          * effect of the currently running task from the load
1241          * of the current CPU:
1242          */
1243         rcu_read_lock();
1244         if (sync) {
1245                 tg = task_group(current);
1246                 weight = current->se.load.weight;
1247
1248                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
1249                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
1250         }
1251
1252         tg = task_group(p);
1253         weight = p->se.load.weight;
1254
1255         /*
1256          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
1257          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
1258          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
1259          * about that, so that's good too.
1260          *
1261          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
1262          * task to be woken on this_cpu.
1263          */
1264         if (this_load) {
1265                 unsigned long this_eff_load, prev_eff_load;
1266
1267                 this_eff_load = 100;
1268                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
1269                 this_eff_load *= this_load +
1270                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
1271
1272                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1273                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
1274                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
1275
1276                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
1277         } else
1278                 balanced = true;
1279         rcu_read_unlock();
1280
1281         /*
1282          * If the currently running task will sleep within
1283          * a reasonable amount of time then attract this newly
1284          * woken task:
1285          */
1286         if (sync && balanced)
1287                 return 1;
1288
1289         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
1290         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
1291
1292         if (balanced ||
1293             (this_load <= load &&
1294              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
1295                 /*
1296                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
1297                  * p is cache cold in this domain, and
1298                  * there is no bad imbalance.
1299                  */
1300                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
1301                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
1302
1303                 return 1;
1304         }
1305         return 0;
1306 }
1307
1308 /*
1309  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
1310  * domain.
1311  */
1312 static struct sched_group *
1313 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
1314                   int this_cpu, int load_idx)
1315 {
1316         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
1317         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
1318         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
1319
1320         do {
1321                 unsigned long load, avg_load;
1322                 int local_group;
1323                 int i;
1324
1325                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
1326                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
1327                                         &p->cpus_allowed))
1328                         continue;
1329
1330                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
1331                                                sched_group_cpus(group));
1332
1333                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
1334                 avg_load = 0;
1335
1336                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
1337                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
1338                         if (local_group)
1339                                 load = source_load(i, load_idx);
1340                         else
1341                                 load = target_load(i, load_idx);
1342
1343                         avg_load += load;
1344                 }
1345
1346                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
1347                 avg_load = (avg_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
1348
1349                 if (local_group) {
1350                         this_load = avg_load;
1351                 } else if (avg_load < min_load) {
1352                         min_load = avg_load;
1353                         idlest = group;
1354                 }
1355         } while (group = group->next, group != sd->groups);
1356
1357         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
1358                 return NULL;
1359         return idlest;
1360 }
1361
1362 /*
1363  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
1364  */
1365 static int
1366 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
1367 {
1368         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
1369         int idlest = -1;
1370         int i;
1371
1372         /* Traverse only the allowed CPUs */
1373         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
1374                 load = weighted_cpuload(i);
1375
1376                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
1377                         min_load = load;
1378                         idlest = i;
1379                 }
1380         }
1381
1382         return idlest;
1383 }
1384
1385 /*
1386  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
1387  */
1388 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
1389 {
1390         int cpu = smp_processor_id();
1391         int prev_cpu = task_cpu(p);
1392         struct sched_domain *sd;
1393         int i;
1394
1395         /*
1396          * If the task is going to be woken-up on this cpu and if it is
1397          * already idle, then it is the right target.
1398          */
1399         if (target == cpu && idle_cpu(cpu))
1400                 return cpu;
1401
1402         /*
1403          * If the task is going to be woken-up on the cpu where it previously
1404          * ran and if it is currently idle, then it the right target.
1405          */
1406         if (target == prev_cpu && idle_cpu(prev_cpu))
1407                 return prev_cpu;
1408
1409         /*
1410          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
1411          */
1412         for_each_domain(target, sd) {
1413                 if (!(sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES))
1414                         break;
1415
1416                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed) {
1417                         if (idle_cpu(i)) {
1418                                 target = i;
1419                                 break;
1420                         }
1421                 }
1422
1423                 /*
1424                  * Lets stop looking for an idle sibling when we reached
1425                  * the domain that spans the current cpu and prev_cpu.
1426                  */
1427                 if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)) &&
1428                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
1429                         break;
1430         }
1431
1432         return target;
1433 }
1434
1435 /*
1436  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
1437  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
1438  * SD_BALANCE_EXEC.
1439  *
1440  * Balance, ie. select the least loaded group.
1441  *
1442  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
1443  *
1444  * preempt must be disabled.
1445  */
1446 static int
1447 select_task_rq_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
1448 {
1449         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
1450         int cpu = smp_processor_id();
1451         int prev_cpu = task_cpu(p);
1452         int new_cpu = cpu;
1453         int want_affine = 0;
1454         int want_sd = 1;
1455         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
1456
1457         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
1458                 if (cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
1459                         want_affine = 1;
1460                 new_cpu = prev_cpu;
1461         }
1462
1463         for_each_domain(cpu, tmp) {
1464                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1465                         continue;
1466
1467                 /*
1468                  * If power savings logic is enabled for a domain, see if we
1469                  * are not overloaded, if so, don't balance wider.
1470                  */
1471                 if (tmp->flags & (SD_POWERSAVINGS_BALANCE|SD_PREFER_LOCAL)) {
1472                         unsigned long power = 0;
1473                         unsigned long nr_running = 0;
1474                         unsigned long capacity;
1475                         int i;
1476
1477                         for_each_cpu(i, sched_domain_span(tmp)) {
1478                                 power += power_of(i);
1479                                 nr_running += cpu_rq(i)->cfs.nr_running;
1480                         }
1481
1482                         capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
1483
1484                         if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
1485                                 nr_running /= 2;
1486
1487                         if (nr_running < capacity)
1488                                 want_sd = 0;
1489                 }
1490
1491                 /*
1492                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
1493                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
1494                  */
1495                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
1496                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
1497                         affine_sd = tmp;
1498                         want_affine = 0;
1499                 }
1500
1501                 if (!want_sd && !want_affine)
1502                         break;
1503
1504                 if (!(tmp->flags & sd_flag))
1505                         continue;
1506
1507                 if (want_sd)
1508                         sd = tmp;
1509         }
1510
1511 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1512         if (sched_feat(LB_SHARES_UPDATE)) {
1513                 /*
1514                  * Pick the largest domain to update shares over
1515                  */
1516                 tmp = sd;
1517                 if (affine_sd && (!tmp || affine_sd->span_weight > sd->span_weight))
1518                         tmp = affine_sd;
1519
1520                 if (tmp) {
1521                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1522                         update_shares(tmp);
1523                         raw_spin_lock(&rq->lock);
1524                 }
1525         }
1526 #endif
1527
1528         if (affine_sd) {
1529                 if (cpu == prev_cpu || wake_affine(affine_sd, p, sync))
1530                         return select_idle_sibling(p, cpu);
1531                 else
1532                         return select_idle_sibling(p, prev_cpu);
1533         }
1534
1535         while (sd) {
1536                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
1537                 struct sched_group *group;
1538                 int weight;
1539
1540                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
1541                         sd = sd->child;
1542                         continue;
1543                 }
1544
1545                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
1546                         load_idx = sd->wake_idx;
1547
1548                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
1549                 if (!group) {
1550                         sd = sd->child;
1551                         continue;
1552                 }
1553
1554                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
1555                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
1556                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
1557                         sd = sd->child;
1558                         continue;
1559                 }
1560
1561                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
1562                 cpu = new_cpu;
1563                 weight = sd->span_weight;
1564                 sd = NULL;
1565                 for_each_domain(cpu, tmp) {
1566                         if (weight <= tmp->span_weight)
1567                                 break;
1568                         if (tmp->flags & sd_flag)
1569                                 sd = tmp;
1570                 }
1571                 /* while loop will break here if sd == NULL */
1572         }
1573
1574         return new_cpu;
1575 }
1576 #endif /* CONFIG_SMP */
1577
1578 static unsigned long
1579 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1580 {
1581         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
1582
1583         /*
1584          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
1585          * to virtual-time in his units.
1586          *
1587          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
1588          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
1589          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
1590          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
1591          * be smaller, again penalizing the lighter task.
1592          *
1593          * This is especially important for buddies when the leftmost
1594          * task is higher priority than the buddy.
1595          */
1596         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
1597                 gran = calc_delta_fair(gran, se);
1598
1599         return gran;
1600 }
1601
1602 /*
1603  * Should 'se' preempt 'curr'.
1604  *
1605  *             |s1
1606  *        |s2
1607  *   |s3
1608  *         g
1609  *      |<--->|c
1610  *
1611  *  w(c, s1) = -1
1612  *  w(c, s2) =  0
1613  *  w(c, s3) =  1
1614  *
1615  */
1616 static int
1617 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1618 {
1619         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
1620
1621         if (vdiff <= 0)
1622                 return -1;
1623
1624         gran = wakeup_gran(curr, se);
1625         if (vdiff > gran)
1626                 return 1;
1627
1628         return 0;
1629 }
1630
1631 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
1632 {
1633         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1634                 for_each_sched_entity(se)
1635                         cfs_rq_of(se)->last = se;
1636         }
1637 }
1638
1639 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
1640 {
1641         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1642                 for_each_sched_entity(se)
1643                         cfs_rq_of(se)->next = se;
1644         }
1645 }
1646
1647 /*
1648  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1649  */
1650 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1651 {
1652         struct task_struct *curr = rq->curr;
1653         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
1654         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1655         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
1656
1657         if (unlikely(rt_prio(p->prio)))
1658                 goto preempt;
1659
1660         if (unlikely(p->sched_class != &fair_sched_class))
1661                 return;
1662
1663         if (unlikely(se == pse))
1664                 return;
1665
1666         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK))
1667                 set_next_buddy(pse);
1668
1669         /*
1670          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
1671          * wake up path.
1672          */
1673         if (test_tsk_need_resched(curr))
1674                 return;
1675
1676         /*
1677          * Batch and idle tasks do not preempt (their preemption is driven by
1678          * the tick):
1679          */
1680         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL))
1681                 return;
1682
1683         /* Idle tasks are by definition preempted by everybody. */
1684         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE))
1685                 goto preempt;
1686
1687         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
1688                 return;
1689
1690         update_curr(cfs_rq);
1691         find_matching_se(&se, &pse);
1692         BUG_ON(!pse);
1693         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1)
1694                 goto preempt;
1695
1696         return;
1697
1698 preempt:
1699         resched_task(curr);
1700         /*
1701          * Only set the backward buddy when the current task is still
1702          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
1703          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
1704          * point, either of which can * drop the rq lock.
1705          *
1706          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
1707          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
1708          */
1709         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
1710                 return;
1711
1712         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
1713                 set_last_buddy(se);
1714 }
1715
1716 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
1717 {
1718         struct task_struct *p;
1719         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
1720         struct sched_entity *se;
1721
1722         if (!cfs_rq->nr_running)
1723                 return NULL;
1724
1725         do {
1726                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
1727                 set_next_entity(cfs_rq, se);
1728                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1729         } while (cfs_rq);
1730
1731         p = task_of(se);
1732         hrtick_start_fair(rq, p);
1733
1734         return p;
1735 }
1736
1737 /*
1738  * Account for a descheduled task:
1739  */
1740 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1741 {
1742         struct sched_entity *se = &prev->se;
1743         struct cfs_rq *cfs_rq;
1744
1745         for_each_sched_entity(se) {
1746                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1747                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
1748         }
1749 }
1750
1751 #ifdef CONFIG_SMP
1752 /**************************************************
1753  * Fair scheduling class load-balancing methods:
1754  */
1755
1756 /*
1757  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
1758  * Both runqueues must be locked.
1759  */
1760 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
1761                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
1762 {
1763         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1764         set_task_cpu(p, this_cpu);
1765         activate_task(this_rq, p, 0);
1766         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
1767 }
1768
1769 /*
1770  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
1771  */
1772 static
1773 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
1774                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1775                      int *all_pinned)
1776 {
1777         int tsk_cache_hot = 0;
1778         /*
1779          * We do not migrate tasks that are:
1780          * 1) running (obviously), or
1781          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
1782          * 3) are cache-hot on their current CPU.
1783          */
1784         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
1785                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
1786                 return 0;
1787         }
1788         *all_pinned = 0;
1789
1790         if (task_running(rq, p)) {
1791                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
1792                 return 0;
1793         }
1794
1795         /*
1796          * Aggressive migration if:
1797          * 1) task is cache cold, or
1798          * 2) too many balance attempts have failed.
1799          */
1800
1801         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
1802         if (!tsk_cache_hot ||
1803                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
1804 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1805                 if (tsk_cache_hot) {
1806                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
1807                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
1808                 }
1809 #endif
1810                 return 1;
1811         }
1812
1813         if (tsk_cache_hot) {
1814                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
1815                 return 0;
1816         }
1817         return 1;
1818 }
1819
1820 /*
1821  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
1822  * part of active balancing operations within "domain".
1823  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
1824  *
1825  * Called with both runqueues locked.
1826  */
1827 static int
1828 move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1829               struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
1830 {
1831         struct task_struct *p, *n;
1832         struct cfs_rq *cfs_rq;
1833         int pinned = 0;
1834
1835         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, cfs_rq) {
1836                 list_for_each_entry_safe(p, n, &cfs_rq->tasks, se.group_node) {
1837
1838                         if (!can_migrate_task(p, busiest, this_cpu,
1839                                                 sd, idle, &pinned))
1840                                 continue;
1841
1842                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
1843                         /*
1844                          * Right now, this is only the second place pull_task()
1845                          * is called, so we can safely collect pull_task()
1846                          * stats here rather than inside pull_task().
1847                          */
1848                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
1849                         return 1;
1850                 }
1851         }
1852
1853         return 0;
1854 }
1855
1856 static unsigned long
1857 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1858               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1859               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1860               int *this_best_prio, struct cfs_rq *busiest_cfs_rq)
1861 {
1862         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
1863         long rem_load_move = max_load_move;
1864         struct task_struct *p, *n;
1865
1866         if (max_load_move == 0)
1867                 goto out;
1868
1869         pinned = 1;
1870
1871         list_for_each_entry_safe(p, n, &busiest_cfs_rq->tasks, se.group_node) {
1872                 if (loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
1873                         break;
1874
1875                 if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
1876                     !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned))
1877                         continue;
1878
1879                 pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
1880                 pulled++;
1881                 rem_load_move -= p->se.load.weight;
1882
1883 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1884                 /*
1885                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
1886                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
1887                  * the critical section.
1888                  */
1889                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
1890                         break;
1891 #endif
1892
1893                 /*
1894                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
1895                  * weighted load.
1896                  */
1897                 if (rem_load_move <= 0)
1898                         break;
1899
1900                 if (p->prio < *this_best_prio)
1901                         *this_best_prio = p->prio;
1902         }
1903 out:
1904         /*
1905          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
1906          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
1907          * inside pull_task().
1908          */
1909         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
1910
1911         if (all_pinned)
1912                 *all_pinned = pinned;
1913
1914         return max_load_move - rem_load_move;
1915 }
1916
1917 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1918 static unsigned long
1919 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1920                   unsigned long max_load_move,
1921                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1922                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1923 {
1924         long rem_load_move = max_load_move;
1925         int busiest_cpu = cpu_of(busiest);
1926         struct task_group *tg;
1927
1928         rcu_read_lock();
1929         update_h_load(busiest_cpu);
1930
1931         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
1932                 struct cfs_rq *busiest_cfs_rq = tg->cfs_rq[busiest_cpu];
1933                 unsigned long busiest_h_load = busiest_cfs_rq->h_load;
1934                 unsigned long busiest_weight = busiest_cfs_rq->load.weight;
1935                 u64 rem_load, moved_load;
1936
1937                 /*
1938                  * empty group
1939                  */
1940                 if (!busiest_cfs_rq->task_weight)
1941                         continue;
1942
1943                 rem_load = (u64)rem_load_move * busiest_weight;
1944                 rem_load = div_u64(rem_load, busiest_h_load + 1);
1945
1946                 moved_load = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1947                                 rem_load, sd, idle, all_pinned, this_best_prio,
1948                                 busiest_cfs_rq);
1949
1950                 if (!moved_load)
1951                         continue;
1952
1953                 moved_load *= busiest_h_load;
1954                 moved_load = div_u64(moved_load, busiest_weight + 1);
1955
1956                 rem_load_move -= moved_load;
1957                 if (rem_load_move < 0)
1958                         break;
1959         }
1960         rcu_read_unlock();
1961
1962         return max_load_move - rem_load_move;
1963 }
1964 #else
1965 static unsigned long
1966 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1967                   unsigned long max_load_move,
1968                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1969                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1970 {
1971         return balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1972                         max_load_move, sd, idle, all_pinned,
1973                         this_best_prio, &busiest->cfs);
1974 }
1975 #endif
1976
1977 /*
1978  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
1979  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
1980  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
1981  *
1982  * Called with both runqueues locked.
1983  */
1984 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1985                       unsigned long max_load_move,
1986                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1987                       int *all_pinned)
1988 {
1989         unsigned long total_load_moved = 0, load_moved;
1990         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
1991
1992         do {
1993                 load_moved = load_balance_fair(this_rq, this_cpu, busiest,
1994                                 max_load_move - total_load_moved,
1995                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
1996
1997                 total_load_moved += load_moved;
1998
1999 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2000                 /*
2001                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
2002                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
2003                  * the critical section.
2004                  */
2005                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
2006                         break;
2007
2008                 if (raw_spin_is_contended(&this_rq->lock) ||
2009                                 raw_spin_is_contended(&busiest->lock))
2010                         break;
2011 #endif
2012         } while (load_moved && max_load_move > total_load_moved);
2013
2014         return total_load_moved > 0;
2015 }
2016
2017 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
2018 /*
2019  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
2020  *              during load balancing.
2021  */
2022 struct sd_lb_stats {
2023         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
2024         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
2025         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
2026         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
2027         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
2028
2029         /** Statistics of this group */
2030         unsigned long this_load;
2031         unsigned long this_load_per_task;
2032         unsigned long this_nr_running;
2033
2034         /* Statistics of the busiest group */
2035         unsigned long max_load;
2036         unsigned long busiest_load_per_task;
2037         unsigned long busiest_nr_running;
2038         unsigned long busiest_group_capacity;
2039
2040         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
2041 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2042         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
2043         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
2044         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
2045         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
2046         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
2047         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
2048 #endif
2049 };
2050
2051 /*
2052  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
2053  */
2054 struct sg_lb_stats {
2055         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
2056         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
2057         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
2058         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
2059         unsigned long group_capacity;
2060         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
2061 };
2062
2063 /**
2064  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
2065  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
2066  */
2067 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
2068 {
2069         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
2070 }
2071
2072 /**
2073  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
2074  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
2075  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
2076  */
2077 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
2078                                         enum cpu_idle_type idle)
2079 {
2080         int load_idx;
2081
2082         switch (idle) {
2083         case CPU_NOT_IDLE:
2084                 load_idx = sd->busy_idx;
2085                 break;
2086
2087         case CPU_NEWLY_IDLE:
2088                 load_idx = sd->newidle_idx;
2089                 break;
2090         default:
2091                 load_idx = sd->idle_idx;
2092                 break;
2093         }
2094
2095         return load_idx;
2096 }
2097
2098
2099 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2100 /**
2101  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
2102  * the given sched_domain, during load balancing.
2103  *
2104  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
2105  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
2106  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
2107  */
2108 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2109         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2110 {
2111         /*
2112          * Busy processors will not participate in power savings
2113          * balance.
2114          */
2115         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2116                 sds->power_savings_balance = 0;
2117         else {
2118                 sds->power_savings_balance = 1;
2119                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
2120                 sds->leader_nr_running = 0;
2121         }
2122 }
2123
2124 /**
2125  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
2126  * sched_domain while performing load balancing.
2127  *
2128  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
2129  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2130  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
2131  *              load balancing ?
2132  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
2133  */
2134 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
2135         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
2136 {
2137
2138         if (!sds->power_savings_balance)
2139                 return;
2140
2141         /*
2142          * If the local group is idle or completely loaded
2143          * no need to do power savings balance at this domain
2144          */
2145         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2146                                 !sds->this_nr_running))
2147                 sds->power_savings_balance = 0;
2148
2149         /*
2150          * If a group is already running at full capacity or idle,
2151          * don't include that group in power savings calculations
2152          */
2153         if (!sds->power_savings_balance ||
2154                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2155                 !sgs->sum_nr_running)
2156                 return;
2157
2158         /*
2159          * Calculate the group which has the least non-idle load.
2160          * This is the group from where we need to pick up the load
2161          * for saving power
2162          */
2163         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
2164             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
2165              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
2166                 sds->group_min = group;
2167                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2168                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
2169                                                 sgs->sum_nr_running;
2170         }
2171
2172         /*
2173          * Calculate the group which is almost near its
2174          * capacity but still has some space to pick up some load
2175          * from other group and save more power
2176          */
2177         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
2178                 return;
2179
2180         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
2181             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
2182              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
2183                 sds->group_leader = group;
2184                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2185         }
2186 }
2187
2188 /**
2189  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
2190  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2191  *      under consideration.
2192  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
2193  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2194  *
2195  * Description:
2196  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
2197  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
2198  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
2199  *
2200  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
2201  * Else returns 0.
2202  */
2203 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2204                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2205 {
2206         if (!sds->power_savings_balance)
2207                 return 0;
2208
2209         if (sds->this != sds->group_leader ||
2210                         sds->group_leader == sds->group_min)
2211                 return 0;
2212
2213         *imbalance = sds->min_load_per_task;
2214         sds->busiest = sds->group_min;
2215
2216         return 1;
2217
2218 }
2219 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2220 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2221         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2222 {
2223         return;
2224 }
2225
2226 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
2227         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
2228 {
2229         return;
2230 }
2231
2232 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2233                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2234 {
2235         return 0;
2236 }
2237 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2238
2239
2240 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2241 {
2242         return SCHED_LOAD_SCALE;
2243 }
2244
2245 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2246 {
2247         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
2248 }
2249
2250 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2251 {
2252         unsigned long weight = sd->span_weight;
2253         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
2254
2255         smt_gain /= weight;
2256
2257         return smt_gain;
2258 }
2259
2260 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2261 {
2262         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
2263 }
2264
2265 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
2266 {
2267         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2268         u64 total, available;
2269
2270         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
2271         available = total - rq->rt_avg;
2272
2273         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
2274                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
2275
2276         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2277
2278         return div_u64(available, total);
2279 }
2280
2281 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2282 {
2283         unsigned long weight = sd->span_weight;
2284         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
2285         struct sched_group *sdg = sd->groups;
2286
2287         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
2288                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
2289                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
2290                 else
2291                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
2292
2293                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2294         }
2295
2296         sdg->cpu_power_orig = power;
2297
2298         if (sched_feat(ARCH_POWER))
2299                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
2300         else
2301                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
2302
2303         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2304
2305         power *= scale_rt_power(cpu);
2306         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2307
2308         if (!power)
2309                 power = 1;
2310
2311         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
2312         sdg->cpu_power = power;
2313 }
2314
2315 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2316 {
2317         struct sched_domain *child = sd->child;
2318         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
2319         unsigned long power;
2320
2321         if (!child) {
2322                 update_cpu_power(sd, cpu);
2323                 return;
2324         }
2325
2326         power = 0;
2327
2328         group = child->groups;
2329         do {
2330                 power += group->cpu_power;
2331                 group = group->next;
2332         } while (group != child->groups);
2333
2334         sdg->cpu_power = power;
2335 }
2336
2337 /*
2338  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
2339  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
2340  * which on its own isn't powerful enough.
2341  *
2342  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
2343  */
2344 static inline int
2345 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
2346 {
2347         /*
2348          * Only siblings can have significantly less than SCHED_LOAD_SCALE
2349          */
2350         if (sd->level != SD_LV_SIBLING)
2351                 return 0;
2352
2353         /*
2354          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
2355          */
2356         if (group->cpu_power * 32 > group->cpu_power_orig * 29)
2357                 return 1;
2358
2359         return 0;
2360 }
2361
2362 /**
2363  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2364  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
2365  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
2366  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2367  * @idle: Idle status of this_cpu
2368  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
2369  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
2370  * @local_group: Does group contain this_cpu.
2371  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2372  * @balance: Should we balance.
2373  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
2374  */
2375 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
2376                         struct sched_group *group, int this_cpu,
2377                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
2378                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
2379                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
2380 {
2381         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load, max_nr_running;
2382         int i;
2383         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
2384         unsigned long avg_load_per_task = 0;
2385
2386         if (local_group)
2387                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
2388
2389         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2390         max_cpu_load = 0;
2391         min_cpu_load = ~0UL;
2392         max_nr_running = 0;
2393
2394         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
2395                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
2396
2397                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
2398                         *sd_idle = 0;
2399
2400                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2401                 if (local_group) {
2402                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
2403                                 first_idle_cpu = 1;
2404                                 balance_cpu = i;
2405                         }
2406
2407                         load = target_load(i, load_idx);
2408                 } else {
2409                         load = source_load(i, load_idx);
2410                         if (load > max_cpu_load) {
2411                                 max_cpu_load = load;
2412                                 max_nr_running = rq->nr_running;
2413                         }
2414                         if (min_cpu_load > load)
2415                                 min_cpu_load = load;
2416                 }
2417
2418                 sgs->group_load += load;
2419                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
2420                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
2421
2422         }
2423
2424         /*
2425          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
2426          * is eligible for doing load balancing at this and above
2427          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
2428          * to do the newly idle load balance.
2429          */
2430         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group) {
2431                 if (balance_cpu != this_cpu) {
2432                         *balance = 0;
2433                         return;
2434                 }
2435                 update_group_power(sd, this_cpu);
2436         }
2437
2438         /* Adjust by relative CPU power of the group */
2439         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
2440
2441         /*
2442          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
2443          * than the average weight of two tasks.
2444          *
2445          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
2446          *      might not be a suitable number - should we keep a
2447          *      normalized nr_running number somewhere that negates
2448          *      the hierarchy?
2449          */
2450         if (sgs->sum_nr_running)
2451                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
2452
2453         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task && max_nr_running > 1)
2454                 sgs->group_imb = 1;
2455
2456         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
2457         if (!sgs->group_capacity)
2458                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(sd, group);
2459 }
2460
2461 /**
2462  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
2463  * @sd: sched_domain whose statistics are to be checked
2464  * @sds: sched_domain statistics
2465  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
2466  * @sgs: sched_group statistics
2467  * @this_cpu: the current cpu
2468  *
2469  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
2470  * busiest group.
2471  */
2472 static bool update_sd_pick_busiest(struct sched_domain *sd,
2473                                    struct sd_lb_stats *sds,
2474                                    struct sched_group *sg,
2475                                    struct sg_lb_stats *sgs,
2476                                    int this_cpu)
2477 {
2478         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
2479                 return false;
2480
2481         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
2482                 return true;
2483
2484         if (sgs->group_imb)
2485                 return true;
2486
2487         /*
2488          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
2489          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
2490          * higher than ourself as busy.
2491          */
2492         if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
2493             this_cpu < group_first_cpu(sg)) {
2494                 if (!sds->busiest)
2495                         return true;
2496
2497                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
2498                         return true;
2499         }
2500
2501         return false;
2502 }
2503
2504 /**
2505  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2506  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
2507  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2508  * @idle: Idle status of this_cpu
2509  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing sg.
2510  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2511  * @balance: Should we balance.
2512  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
2513  */
2514 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2515                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
2516                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
2517                         struct sd_lb_stats *sds)
2518 {
2519         struct sched_domain *child = sd->child;
2520         struct sched_group *sg = sd->groups;
2521         struct sg_lb_stats sgs;
2522         int load_idx, prefer_sibling = 0;
2523
2524         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
2525                 prefer_sibling = 1;
2526
2527         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
2528         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
2529
2530         do {
2531                 int local_group;
2532
2533                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_group_cpus(sg));
2534                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
2535                 update_sg_lb_stats(sd, sg, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
2536                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
2537
2538                 if (local_group && !(*balance))
2539                         return;
2540
2541                 sds->total_load += sgs.group_load;
2542                 sds->total_pwr += sg->cpu_power;
2543
2544                 /*
2545                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
2546                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
2547                  * and move all the excess tasks away.
2548                  */
2549                 if (prefer_sibling)
2550                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
2551
2552                 if (local_group) {
2553                         sds->this_load = sgs.avg_load;
2554                         sds->this = sg;
2555                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2556                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2557                 } else if (update_sd_pick_busiest(sd, sds, sg, &sgs, this_cpu)) {
2558                         sds->max_load = sgs.avg_load;
2559                         sds->busiest = sg;
2560                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2561                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
2562                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2563                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
2564                 }
2565
2566                 update_sd_power_savings_stats(sg, sds, local_group, &sgs);
2567                 sg = sg->next;
2568         } while (sg != sd->groups);
2569 }
2570
2571 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
2572 {
2573        return 0*SD_ASYM_PACKING;
2574 }
2575
2576 /**
2577  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
2578  *                      sched doman.
2579  *
2580  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
2581  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
2582  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
2583  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
2584  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
2585  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
2586  *
2587  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
2588  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
2589  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
2590  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
2591  * number.
2592  *
2593  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
2594  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
2595  *
2596  * @sd: The sched_domain whose packing is to be checked.
2597  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
2598  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
2599  * @imbalance: returns amount of imbalanced due to packing.
2600  */
2601 static int check_asym_packing(struct sched_domain *sd,
2602                               struct sd_lb_stats *sds,
2603                               int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2604 {
2605         int busiest_cpu;
2606
2607         if (!(sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
2608                 return 0;
2609
2610         if (!sds->busiest)
2611                 return 0;
2612
2613         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
2614         if (this_cpu > busiest_cpu)
2615                 return 0;
2616
2617         *imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(sds->max_load * sds->busiest->cpu_power,
2618                                        SCHED_LOAD_SCALE);
2619         return 1;
2620 }
2621
2622 /**
2623  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
2624  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
2625  *                      load balancing.
2626  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2627  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
2628  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2629  */
2630 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
2631                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2632 {
2633         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
2634         unsigned int imbn = 2;
2635         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
2636
2637         if (sds->this_nr_running) {
2638                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
2639                 if (sds->busiest_load_per_task >
2640                                 sds->this_load_per_task)
2641                         imbn = 1;
2642         } else
2643                 sds->this_load_per_task =
2644                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2645
2646         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
2647                                                  * SCHED_LOAD_SCALE;
2648         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->cpu_power;
2649
2650         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
2651                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
2652                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2653                 return;
2654         }
2655
2656         /*
2657          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
2658          * however we may be able to increase total CPU power used by
2659          * moving them.
2660          */
2661
2662         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
2663                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
2664         pwr_now += sds->this->cpu_power *
2665                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
2666         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
2667
2668         /* Amount of load we'd subtract */
2669         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2670                 sds->busiest->cpu_power;
2671         if (sds->max_load > tmp)
2672                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
2673                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
2674
2675         /* Amount of load we'd add */
2676         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
2677                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
2678                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
2679                         sds->this->cpu_power;
2680         else
2681                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2682                         sds->this->cpu_power;
2683         pwr_move += sds->this->cpu_power *
2684                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
2685         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
2686
2687         /* Move if we gain throughput */
2688         if (pwr_move > pwr_now)
2689                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2690 }
2691
2692 /**
2693  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
2694  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
2695  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2696  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
2697  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
2698  */
2699 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
2700                 unsigned long *imbalance)
2701 {
2702         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
2703
2704         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
2705         if (sds->group_imb) {
2706                 sds->busiest_load_per_task =
2707                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
2708         }
2709
2710         /*
2711          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
2712          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
2713          * its cpu_power, while calculating max_load..)
2714          */
2715         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
2716                 *imbalance = 0;
2717                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2718         }
2719
2720         if (!sds->group_imb) {
2721                 /*
2722                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
2723                  */
2724                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
2725                                                 sds->busiest_group_capacity);
2726
2727                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_LOAD_SCALE);
2728
2729                 load_above_capacity /= sds->busiest->cpu_power;
2730         }
2731
2732         /*
2733          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
2734          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
2735          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
2736          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
2737          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
2738          * for the minimum possible imbalance.
2739          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
2740          * with unsigned longs.
2741          */
2742         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
2743
2744         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
2745         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
2746                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
2747                         / SCHED_LOAD_SCALE;
2748
2749         /*
2750          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
2751          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
2752          * a think about bumping its value to force at least one task to be
2753          * moved
2754          */
2755         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
2756                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2757
2758 }
2759 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
2760
2761 /**
2762  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
2763  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
2764  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
2765  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
2766  * such a group exists.
2767  *
2768  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
2769  * to restore balance.
2770  *
2771  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
2772  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
2773  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
2774  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
2775  * @idle: The idle status of this_cpu.
2776  * @sd_idle: The idleness of sd
2777  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
2778  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
2779  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
2780  *
2781  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
2782  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
2783  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
2784  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
2785  */
2786 static struct sched_group *
2787 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2788                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
2789                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
2790 {
2791         struct sd_lb_stats sds;
2792
2793         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
2794
2795         /*
2796          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
2797          * this level.
2798          */
2799         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
2800                                         balance, &sds);
2801
2802         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
2803         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
2804          *    at this level.
2805          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
2806          * 3) This group is the busiest group.
2807          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
2808          *    sched_domain.
2809          * 5) The imbalance is within the specified limit.
2810          */
2811         if (!(*balance))
2812                 goto ret;
2813
2814         if ((idle == CPU_IDLE || idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
2815             check_asym_packing(sd, &sds, this_cpu, imbalance))
2816                 return sds.busiest;
2817
2818         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
2819                 goto out_balanced;
2820
2821         if (sds.this_load >= sds.max_load)
2822                 goto out_balanced;
2823
2824         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
2825
2826         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
2827                 goto out_balanced;
2828
2829         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
2830                 goto out_balanced;
2831
2832         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
2833         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
2834         return sds.busiest;
2835
2836 out_balanced:
2837         /*
2838          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
2839          * to save power.
2840          */
2841         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
2842                 return sds.busiest;
2843 ret:
2844         *imbalance = 0;
2845         return NULL;
2846 }
2847
2848 /*
2849  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
2850  */
2851 static struct rq *
2852 find_busiest_queue(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group,
2853                    enum cpu_idle_type idle, unsigned long imbalance,
2854                    const struct cpumask *cpus)
2855 {
2856         struct rq *busiest = NULL, *rq;
2857         unsigned long max_load = 0;
2858         int i;
2859
2860         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2861                 unsigned long power = power_of(i);
2862                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
2863                 unsigned long wl;
2864
2865                 if (!capacity)
2866                         capacity = fix_small_capacity(sd, group);
2867
2868                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
2869                         continue;
2870
2871                 rq = cpu_rq(i);
2872                 wl = weighted_cpuload(i);
2873
2874                 /*
2875                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
2876                  * which is not scaled with the cpu power.
2877                  */
2878                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
2879                         continue;
2880
2881                 /*
2882                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
2883                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
2884                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
2885                  * running at a lower capacity.
2886                  */
2887                 wl = (wl * SCHED_LOAD_SCALE) / power;
2888
2889                 if (wl > max_load) {
2890                         max_load = wl;
2891                         busiest = rq;
2892                 }
2893         }
2894
2895         return busiest;
2896 }
2897
2898 /*
2899  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
2900  * so long as it is large enough.
2901  */
2902 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
2903
2904 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
2905 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
2906
2907 static int need_active_balance(struct sched_domain *sd, int sd_idle, int idle,
2908                                int busiest_cpu, int this_cpu)
2909 {
2910         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
2911
2912                 /*
2913                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
2914                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
2915                  * lowest numbered CPUs.
2916                  */
2917                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && busiest_cpu > this_cpu)
2918                         return 1;
2919
2920                 /*
2921                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
2922                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
2923                  * package.
2924                  *
2925                  * The package power saving logic comes from
2926                  * find_busiest_group(). If there are no imbalance, then
2927                  * f_b_g() will return NULL. However when sched_mc={1,2} then
2928                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
2929                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
2930                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
2931                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
2932                  * action will be taken in load_balance_newidle().
2933                  *
2934                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
2935                  * will be more than one task in the source run queue and
2936                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
2937                  * active balance code will not be triggered.
2938                  */
2939                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
2940                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2941                         return 0;
2942
2943                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
2944                         return 0;
2945         }
2946
2947         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
2948 }
2949
2950 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
2951
2952 /*
2953  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
2954  * tasks if there is an imbalance.
2955  */
2956 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
2957                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2958                         int *balance)
2959 {
2960         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
2961         struct sched_group *group;
2962         unsigned long imbalance;
2963         struct rq *busiest;
2964         unsigned long flags;
2965         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
2966
2967         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
2968
2969         /*
2970          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
2971          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
2972          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
2973          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
2974          */
2975         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
2976             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2977                 sd_idle = 1;
2978
2979         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
2980
2981 redo:
2982         update_shares(sd);
2983         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
2984                                    cpus, balance);
2985
2986         if (*balance == 0)
2987                 goto out_balanced;
2988
2989         if (!group) {
2990                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
2991                 goto out_balanced;
2992         }
2993
2994         busiest = find_busiest_queue(sd, group, idle, imbalance, cpus);
2995         if (!busiest) {
2996                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
2997                 goto out_balanced;
2998         }
2999
3000         BUG_ON(busiest == this_rq);
3001
3002         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
3003
3004         ld_moved = 0;
3005         if (busiest->nr_running > 1) {
3006                 /*
3007                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
3008                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
3009                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
3010                  * correctly treated as an imbalance.
3011                  */
3012                 local_irq_save(flags);
3013                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
3014                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3015                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
3016                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
3017                 local_irq_restore(flags);
3018
3019                 /*
3020                  * some other cpu did the load balance for us.
3021                  */
3022                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
3023                         resched_cpu(this_cpu);
3024
3025                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
3026                 if (unlikely(all_pinned)) {
3027                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
3028                         if (!cpumask_empty(cpus))
3029                                 goto redo;
3030                         goto out_balanced;
3031                 }
3032         }
3033
3034         if (!ld_moved) {
3035                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
3036                 /*
3037                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
3038                  * We do not want newidle balance, which can be very
3039                  * frequent, pollute the failure counter causing
3040                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
3041                  */
3042                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
3043                         sd->nr_balance_failed++;
3044
3045                 if (need_active_balance(sd, sd_idle, idle, cpu_of(busiest),
3046                                         this_cpu)) {
3047                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
3048
3049                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
3050                          * if the curr task on busiest cpu can't be
3051                          * moved to this_cpu
3052                          */
3053                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
3054                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
3055                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
3056                                                             flags);
3057                                 all_pinned = 1;
3058                                 goto out_one_pinned;
3059                         }
3060
3061                         /*
3062                          * ->active_balance synchronizes accesses to
3063                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
3064                          * only after active load balance is finished.
3065                          */
3066                         if (!busiest->active_balance) {
3067                                 busiest->active_balance = 1;
3068                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
3069                                 active_balance = 1;
3070                         }
3071                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3072
3073                         if (active_balance)
3074                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
3075                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
3076                                         &busiest->active_balance_work);
3077
3078                         /*
3079                          * We've kicked active balancing, reset the failure
3080                          * counter.
3081                          */
3082                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
3083                 }
3084         } else
3085                 sd->nr_balance_failed = 0;
3086
3087         if (likely(!active_balance)) {
3088                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
3089                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
3090         } else {
3091                 /*
3092                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
3093                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
3094                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3095                  * move_tasks).
3096                  */
3097                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3098                         sd->balance_interval *= 2;
3099         }
3100
3101         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3102             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3103                 ld_moved = -1;
3104
3105         goto out;
3106
3107 out_balanced:
3108         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3109
3110         sd->nr_balance_failed = 0;
3111
3112 out_one_pinned:
3113         /* tune up the balancing interval */
3114         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3115                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3116                 sd->balance_interval *= 2;
3117
3118         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3119             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3120                 ld_moved = -1;
3121         else
3122                 ld_moved = 0;
3123 out:
3124         if (ld_moved)
3125                 update_shares(sd);
3126         return ld_moved;
3127 }
3128
3129 /*
3130  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
3131  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
3132  */
3133 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
3134 {
3135         struct sched_domain *sd;
3136         int pulled_task = 0;
3137         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
3138
3139         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
3140
3141         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
3142                 return;
3143
3144         /*
3145          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
3146          */
3147         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
3148
3149         for_each_domain(this_cpu, sd) {
3150                 unsigned long interval;
3151                 int balance = 1;
3152
3153                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3154                         continue;
3155
3156                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
3157                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
3158                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
3159                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
3160                 }
3161
3162                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
3163                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
3164                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3165                 if (pulled_task) {
3166                         this_rq->idle_stamp = 0;
3167                         break;
3168                 }
3169         }
3170
3171         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
3172
3173         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
3174                 /*
3175                  * We are going idle. next_balance may be set based on
3176                  * a busy processor. So reset next_balance.
3177                  */
3178                 this_rq->next_balance = next_balance;
3179         }
3180 }
3181
3182 /*
3183  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
3184  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
3185  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
3186  * avoids physical / logical imbalances.
3187  */
3188 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
3189 {
3190         struct rq *busiest_rq = data;
3191         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
3192         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
3193         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
3194         struct sched_domain *sd;
3195
3196         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
3197
3198         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
3199         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
3200                      !busiest_rq->active_balance))
3201                 goto out_unlock;
3202
3203         /* Is there any task to move? */
3204         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
3205                 goto out_unlock;
3206
3207         /*
3208          * This condition is "impossible", if it occurs
3209          * we need to fix it. Originally reported by
3210          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
3211          */
3212         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
3213
3214         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
3215         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
3216
3217         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
3218         for_each_domain(target_cpu, sd) {
3219                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
3220                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
3221                                 break;
3222         }
3223
3224         if (likely(sd)) {
3225                 schedstat_inc(sd, alb_count);
3226
3227                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
3228                                   sd, CPU_IDLE))
3229                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
3230                 else
3231                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
3232         }
3233         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
3234 out_unlock:
3235         busiest_rq->active_balance = 0;
3236         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
3237         return 0;
3238 }
3239
3240 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3241
3242 static DEFINE_PER_CPU(struct call_single_data, remote_sched_softirq_cb);
3243
3244 static void trigger_sched_softirq(void *data)
3245 {
3246         raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
3247 }
3248
3249 static inline void init_sched_softirq_csd(struct call_single_data *csd)
3250 {
3251         csd->func = trigger_sched_softirq;
3252         csd->info = NULL;
3253         csd->flags = 0;
3254         csd->priv = 0;
3255 }
3256
3257 /*
3258  * idle load balancing details
3259  * - One of the idle CPUs nominates itself as idle load_balancer, while
3260  *   entering idle.
3261  * - This idle load balancer CPU will also go into tickless mode when
3262  *   it is idle, just like all other idle CPUs
3263  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
3264  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
3265  *   load balancing for all the idle CPUs.
3266  */
3267 static struct {
3268         atomic_t load_balancer;
3269         atomic_t first_pick_cpu;
3270         atomic_t second_pick_cpu;
3271         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
3272         cpumask_var_t grp_idle_mask;
3273         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
3274 } nohz ____cacheline_aligned;
3275
3276 int get_nohz_load_balancer(void)
3277 {
3278         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
3279 }
3280
3281 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3282 /**
3283  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
3284  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
3285  *              be returned.
3286  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
3287  *              for the given cpu.
3288  *
3289  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
3290  */
3291 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
3292 {
3293         struct sched_domain *sd;
3294
3295         for_each_domain(cpu, sd)
3296                 if (sd && (sd->flags & flag))
3297                         break;
3298
3299         return sd;
3300 }
3301
3302 /**
3303  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
3304  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
3305  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
3306  *              for cpu.
3307  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
3308  *
3309  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
3310  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
3311  */
3312 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
3313         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
3314                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
3315
3316 /**
3317  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
3318  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
3319  *
3320  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
3321  *
3322  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
3323  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
3324  * sched_group is semi-idle or not.
3325  */
3326 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
3327 {
3328         cpumask_and(nohz.grp_idle_mask, nohz.idle_cpus_mask,
3329                                         sched_group_cpus(ilb_group));
3330
3331         /*
3332          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
3333          * and atleast one idle cpu.
3334          */
3335         if (cpumask_empty(nohz.grp_idle_mask))
3336                 return 0;
3337
3338         if (cpumask_equal(nohz.grp_idle_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
3339                 return 0;
3340
3341         return 1;
3342 }
3343 /**
3344  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
3345  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
3346  *
3347  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
3348  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
3349  *
3350  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
3351  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
3352  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
3353  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
3354  */
3355 static int find_new_ilb(int cpu)
3356 {
3357         struct sched_domain *sd;
3358         struct sched_group *ilb_group;
3359
3360         /*
3361          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
3362          * when power-aware load balancing is enabled
3363          */
3364         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
3365                 goto out_done;
3366
3367         /*
3368          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
3369          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
3370          */
3371         if (cpumask_weight(nohz.idle_cpus_mask) < 2)
3372                 goto out_done;
3373
3374         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
3375                 ilb_group = sd->groups;
3376
3377                 do {
3378                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
3379                                 return cpumask_first(nohz.grp_idle_mask);
3380
3381                         ilb_group = ilb_group->next;
3382
3383                 } while (ilb_group != sd->groups);
3384         }
3385
3386 out_done:
3387         return nr_cpu_ids;
3388 }
3389 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
3390 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
3391 {
3392         return nr_cpu_ids;
3393 }
3394 #endif
3395
3396 /*
3397  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
3398  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
3399  * CPU (if there is one).
3400  */
3401 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
3402 {
3403         int ilb_cpu;
3404
3405         nohz.next_balance++;
3406
3407         ilb_cpu = get_nohz_load_balancer();
3408
3409         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids) {
3410                 ilb_cpu = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
3411                 if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
3412                         return;
3413         }
3414
3415         if (!cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick) {
3416                 struct call_single_data *cp;
3417
3418                 cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick = 1;
3419                 cp = &per_cpu(remote_sched_softirq_cb, cpu);
3420                 __smp_call_function_single(ilb_cpu, cp, 0);
3421         }
3422         return;
3423 }
3424
3425 /*
3426  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
3427  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
3428  * load balancing on behalf of all those cpus.
3429  *
3430  * When the ilb owner becomes busy, we will not have new ilb owner until some
3431  * idle CPU wakes up and goes back to idle or some busy CPU tries to kick
3432  * idle load balancing by kicking one of the idle CPUs.
3433  *
3434  * Ticks are stopped for the ilb owner as well, with busy CPU kicking this
3435  * ilb owner CPU in future (when there is a need for idle load balancing on
3436  * behalf of all idle CPUs).
3437  */
3438 void select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
3439 {
3440         int cpu = smp_processor_id();
3441
3442         if (stop_tick) {
3443                 if (!cpu_active(cpu)) {
3444                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
3445                                 return;
3446
3447                         /*
3448                          * If we are going offline and still the leader,
3449                          * give up!
3450                          */
3451                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
3452                                            nr_cpu_ids) != cpu)
3453                                 BUG();
3454
3455                         return;
3456                 }
3457
3458                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
3459
3460                 if (atomic_read(&nohz.first_pick_cpu) == cpu)
3461                         atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3462                 if (atomic_read(&nohz.second_pick_cpu) == cpu)
3463                         atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3464
3465                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) >= nr_cpu_ids) {
3466                         int new_ilb;
3467
3468                         /* make me the ilb owner */
3469                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids,
3470                                            cpu) != nr_cpu_ids)
3471                                 return;
3472
3473                         /*
3474                          * Check to see if there is a more power-efficient
3475                          * ilb.
3476                          */
3477                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
3478                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
3479                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids);
3480                                 resched_cpu(new_ilb);
3481                                 return;
3482                         }
3483                         return;
3484                 }
3485         } else {
3486                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
3487                         return;
3488
3489                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
3490
3491                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3492                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
3493                                            nr_cpu_ids) != cpu)
3494                                 BUG();
3495         }
3496         return;
3497 }
3498 #endif
3499
3500 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
3501
3502 /*
3503  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
3504  * and initiates a balancing operation if so.
3505  *
3506  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
3507  */
3508 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
3509 {
3510         int balance = 1;
3511         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3512         unsigned long interval;
3513         struct sched_domain *sd;
3514         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
3515         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
3516         int update_next_balance = 0;
3517         int need_serialize;
3518
3519         for_each_domain(cpu, sd) {
3520                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3521                         continue;
3522
3523                 interval = sd->balance_interval;
3524                 if (idle != CPU_IDLE)
3525                         interval *= sd->busy_factor;
3526
3527                 /* scale ms to jiffies */
3528                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
3529                 if (unlikely(!interval))
3530                         interval = 1;
3531                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
3532                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
3533
3534                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
3535
3536                 if (need_serialize) {
3537                         if (!spin_trylock(&balancing))
3538                                 goto out;
3539                 }
3540
3541                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
3542                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
3543                                 /*
3544                                  * We've pulled tasks over so either we're no
3545                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
3546                                  * not idle.
3547                                  */
3548                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
3549                         }
3550                         sd->last_balance = jiffies;
3551                 }
3552                 if (need_serialize)
3553                         spin_unlock(&balancing);
3554 out:
3555                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
3556                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3557                         update_next_balance = 1;
3558                 }
3559
3560                 /*
3561                  * Stop the load balance at this level. There is another
3562                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
3563                  * actively.
3564                  */
3565                 if (!balance)
3566                         break;
3567         }
3568
3569         /*
3570          * next_balance will be updated only when there is a need.
3571          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
3572          * updated.
3573          */
3574         if (likely(update_next_balance))
3575                 rq->next_balance = next_balance;
3576 }
3577
3578 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3579 /*
3580  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
3581  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
3582  */
3583 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
3584 {
3585         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3586         struct rq *rq;
3587         int balance_cpu;
3588
3589         if (idle != CPU_IDLE || !this_rq->nohz_balance_kick)
3590                 return;
3591
3592         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
3593                 if (balance_cpu == this_cpu)
3594                         continue;
3595
3596                 /*
3597                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
3598                  * work being done for other cpus. Next load
3599                  * balancing owner will pick it up.
3600                  */
3601                 if (need_resched()) {
3602                         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
3603                         break;
3604                 }
3605
3606                 raw_spin_lock_irq(&this_rq->lock);
3607                 update_rq_clock(this_rq);
3608                 update_cpu_load(this_rq);
3609                 raw_spin_unlock_irq(&this_rq->lock);
3610
3611                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
3612
3613                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
3614                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
3615                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
3616         }
3617         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
3618         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
3619 }
3620
3621 /*
3622  * Current heuristic for kicking the idle load balancer
3623  * - first_pick_cpu is the one of the busy CPUs. It will kick
3624  *   idle load balancer when it has more than one process active. This
3625  *   eliminates the need for idle load balancing altogether when we have
3626  *   only one running process in the system (common case).
3627  * - If there are more than one busy CPU, idle load balancer may have
3628  *   to run for active_load_balance to happen (i.e., two busy CPUs are
3629  *   SMT or core siblings and can run better if they move to different
3630  *   physical CPUs). So, second_pick_cpu is the second of the busy CPUs
3631  *   which will kick idle load balancer as soon as it has any load.
3632  */
3633 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
3634 {
3635         unsigned long now = jiffies;
3636         int ret;
3637         int first_pick_cpu, second_pick_cpu;
3638
3639         if (time_before(now, nohz.next_balance))
3640                 return 0;
3641
3642         if (rq->idle_at_tick)
3643                 return 0;
3644
3645         first_pick_cpu = atomic_read(&nohz.first_pick_cpu);
3646         second_pick_cpu = atomic_read(&nohz.second_pick_cpu);
3647
3648         if (first_pick_cpu < nr_cpu_ids && first_pick_cpu != cpu &&
3649             second_pick_cpu < nr_cpu_ids && second_pick_cpu != cpu)
3650                 return 0;
3651
3652         ret = atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
3653         if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
3654                 atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3655                 if (rq->nr_running > 1)
3656                         return 1;
3657         } else {
3658                 ret = atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
3659                 if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
3660                         if (rq->nr_running)
3661                                 return 1;
3662                 }
3663         }
3664         return 0;
3665 }
3666 #else
3667 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
3668 #endif
3669
3670 /*
3671  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
3672  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
3673  */
3674 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
3675 {
3676         int this_cpu = smp_processor_id();
3677         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3678         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
3679                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
3680
3681         rebalance_domains(this_cpu, idle);
3682
3683         /*
3684          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
3685          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
3686          * stopped.
3687          */
3688         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
3689 }
3690
3691 static inline int on_null_domain(int cpu)
3692 {
3693         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
3694 }
3695
3696 /*
3697  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
3698  */
3699 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
3700 {
3701         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
3702         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
3703             likely(!on_null_domain(cpu)))
3704                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
3705 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3706         else if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
3707                 nohz_balancer_kick(cpu);
3708 #endif
3709 }
3710
3711 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
3712 {
3713         update_sysctl();
3714 }
3715
3716 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
3717 {
3718         update_sysctl();
3719 }
3720
3721 #else   /* CONFIG_SMP */
3722
3723 /*
3724  * on UP we do not need to balance between CPUs:
3725  */
3726 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
3727 {
3728 }
3729
3730 #endif /* CONFIG_SMP */
3731
3732 /*
3733  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
3734  */
3735 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
3736 {
3737         struct cfs_rq *cfs_rq;
3738         struct sched_entity *se = &curr->se;
3739
3740         for_each_sched_entity(se) {
3741                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3742                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
3743         }
3744 }
3745
3746 /*
3747  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
3748  *  - child not yet on the tasklist
3749  *  - preemption disabled
3750  */
3751 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
3752 {
3753         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(current);
3754         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
3755         int this_cpu = smp_processor_id();
3756         struct rq *rq = this_rq();
3757         unsigned long flags;
3758
3759         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3760
3761         update_rq_clock(rq);
3762
3763         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu))
3764                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
3765
3766         update_curr(cfs_rq);
3767
3768         if (curr)
3769                 se->vruntime = curr->vruntime;
3770         place_entity(cfs_rq, se, 1);
3771
3772         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
3773                 /*
3774                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
3775                  * 'current' within the tree based on its new key value.
3776                  */
3777                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
3778                 resched_task(rq->curr);
3779         }
3780
3781         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3782
3783         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3784 }
3785
3786 /*
3787  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
3788  * the current task.
3789  */
3790 static void prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3791                               int oldprio, int running)
3792 {
3793         /*
3794          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
3795          * our priority decreased, or if we are not currently running on
3796          * this runqueue and our priority is higher than the current's
3797          */
3798         if (running) {
3799                 if (p->prio > oldprio)
3800                         resched_task(rq->curr);
3801         } else
3802                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3803 }
3804
3805 /*
3806  * We switched to the sched_fair class.
3807  */
3808 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3809                              int running)
3810 {
3811         /*
3812          * We were most likely switched from sched_rt, so
3813          * kick off the schedule if running, otherwise just see
3814          * if we can still preempt the current task.
3815          */
3816         if (running)
3817                 resched_task(rq->curr);
3818         else
3819                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3820 }
3821
3822 /* Account for a task changing its policy or group.
3823  *
3824  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
3825  * migrates between groups/classes.
3826  */
3827 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
3828 {
3829         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
3830
3831         for_each_sched_entity(se)
3832                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
3833 }
3834
3835 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3836 static void moved_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
3837 {
3838         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
3839
3840         update_curr(cfs_rq);
3841         if (!on_rq)
3842                 place_entity(cfs_rq, &p->se, 1);
3843 }
3844 #endif
3845
3846 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
3847 {
3848         struct sched_entity *se = &task->se;
3849         unsigned int rr_interval = 0;
3850
3851         /*
3852          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
3853          * idle runqueue:
3854          */
3855         if (rq->cfs.load.weight)
3856                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
3857
3858         return rr_interval;
3859 }
3860
3861 /*
3862  * All the scheduling class methods:
3863  */
3864 static const struct sched_class fair_sched_class = {
3865         .next                   = &idle_sched_class,
3866         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
3867         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
3868         .yield_task             = yield_task_fair,
3869
3870         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
3871
3872         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
3873         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
3874
3875 #ifdef CONFIG_SMP
3876         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
3877
3878         .rq_online              = rq_online_fair,
3879         .rq_offline             = rq_offline_fair,
3880
3881         .task_waking            = task_waking_fair,
3882 #endif
3883
3884         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
3885         .task_tick              = task_tick_fair,
3886         .task_fork              = task_fork_fair,
3887
3888         .prio_changed           = prio_changed_fair,
3889         .switched_to            = switched_to_fair,
3890
3891         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
3892
3893 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3894         .moved_group            = moved_group_fair,
3895 #endif
3896 };
3897
3898 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3899 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
3900 {
3901         struct cfs_rq *cfs_rq;
3902
3903         rcu_read_lock();
3904         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
3905                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
3906         rcu_read_unlock();
3907 }
3908 #endif