sched: Implement on-demand (active) cfs_rq list
[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 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
147 {
148         if (!cfs_rq->on_list) {
149                 list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
150                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
151
152                 cfs_rq->on_list = 1;
153         }
154 }
155
156 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
157 {
158         if (cfs_rq->on_list) {
159                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
160                 cfs_rq->on_list = 0;
161         }
162 }
163
164 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
165 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
166         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
167
168 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
169 static inline int
170 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
171 {
172         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
173                 return 1;
174
175         return 0;
176 }
177
178 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
179 {
180         return se->parent;
181 }
182
183 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
184 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
185 {
186         int depth = 0;
187
188         for_each_sched_entity(se)
189                 depth++;
190
191         return depth;
192 }
193
194 static void
195 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
196 {
197         int se_depth, pse_depth;
198
199         /*
200          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
201          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
202          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
203          * parent.
204          */
205
206         /* First walk up until both entities are at same depth */
207         se_depth = depth_se(*se);
208         pse_depth = depth_se(*pse);
209
210         while (se_depth > pse_depth) {
211                 se_depth--;
212                 *se = parent_entity(*se);
213         }
214
215         while (pse_depth > se_depth) {
216                 pse_depth--;
217                 *pse = parent_entity(*pse);
218         }
219
220         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
221                 *se = parent_entity(*se);
222                 *pse = parent_entity(*pse);
223         }
224 }
225
226 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
227
228 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
229 {
230         return container_of(se, struct task_struct, se);
231 }
232
233 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
234 {
235         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
236 }
237
238 #define entity_is_task(se)      1
239
240 #define for_each_sched_entity(se) \
241                 for (; se; se = NULL)
242
243 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
244 {
245         return &task_rq(p)->cfs;
246 }
247
248 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
249 {
250         struct task_struct *p = task_of(se);
251         struct rq *rq = task_rq(p);
252
253         return &rq->cfs;
254 }
255
256 /* runqueue "owned" by this group */
257 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
258 {
259         return NULL;
260 }
261
262 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
263 {
264         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
265 }
266
267 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
268 {
269 }
270
271 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
272 {
273 }
274
275 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
276                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
277
278 static inline int
279 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
280 {
281         return 1;
282 }
283
284 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
285 {
286         return NULL;
287 }
288
289 static inline void
290 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
291 {
292 }
293
294 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
295
296
297 /**************************************************************
298  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
299  */
300
301 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
302 {
303         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
304         if (delta > 0)
305                 min_vruntime = vruntime;
306
307         return min_vruntime;
308 }
309
310 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
311 {
312         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
313         if (delta < 0)
314                 min_vruntime = vruntime;
315
316         return min_vruntime;
317 }
318
319 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
320                                 struct sched_entity *b)
321 {
322         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
323 }
324
325 static inline s64 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
326 {
327         return se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
328 }
329
330 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
331 {
332         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
333
334         if (cfs_rq->curr)
335                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
336
337         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
338                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
339                                                    struct sched_entity,
340                                                    run_node);
341
342                 if (!cfs_rq->curr)
343                         vruntime = se->vruntime;
344                 else
345                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
346         }
347
348         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
349 }
350
351 /*
352  * Enqueue an entity into the rb-tree:
353  */
354 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
355 {
356         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
357         struct rb_node *parent = NULL;
358         struct sched_entity *entry;
359         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
360         int leftmost = 1;
361
362         /*
363          * Find the right place in the rbtree:
364          */
365         while (*link) {
366                 parent = *link;
367                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
368                 /*
369                  * We dont care about collisions. Nodes with
370                  * the same key stay together.
371                  */
372                 if (key < entity_key(cfs_rq, entry)) {
373                         link = &parent->rb_left;
374                 } else {
375                         link = &parent->rb_right;
376                         leftmost = 0;
377                 }
378         }
379
380         /*
381          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
382          * used):
383          */
384         if (leftmost)
385                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
386
387         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
388         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
389 }
390
391 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
392 {
393         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
394                 struct rb_node *next_node;
395
396                 next_node = rb_next(&se->run_node);
397                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
398         }
399
400         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
401 }
402
403 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
404 {
405         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
406
407         if (!left)
408                 return NULL;
409
410         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
411 }
412
413 static struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
414 {
415         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
416
417         if (!last)
418                 return NULL;
419
420         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
421 }
422
423 /**************************************************************
424  * Scheduling class statistics methods:
425  */
426
427 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
428 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
429                 void __user *buffer, size_t *lenp,
430                 loff_t *ppos)
431 {
432         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
433         int factor = get_update_sysctl_factor();
434
435         if (ret || !write)
436                 return ret;
437
438         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
439                                         sysctl_sched_min_granularity);
440
441 #define WRT_SYSCTL(name) \
442         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
443         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
444         WRT_SYSCTL(sched_latency);
445         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
446 #undef WRT_SYSCTL
447
448         return 0;
449 }
450 #endif
451
452 /*
453  * delta /= w
454  */
455 static inline unsigned long
456 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
457 {
458         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
459                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
460
461         return delta;
462 }
463
464 /*
465  * The idea is to set a period in which each task runs once.
466  *
467  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
468  * this period because otherwise the slices get too small.
469  *
470  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
471  */
472 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
473 {
474         u64 period = sysctl_sched_latency;
475         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
476
477         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
478                 period = sysctl_sched_min_granularity;
479                 period *= nr_running;
480         }
481
482         return period;
483 }
484
485 /*
486  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
487  * proportional to the weight.
488  *
489  * s = p*P[w/rw]
490  */
491 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
492 {
493         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
494
495         for_each_sched_entity(se) {
496                 struct load_weight *load;
497                 struct load_weight lw;
498
499                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
500                 load = &cfs_rq->load;
501
502                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
503                         lw = cfs_rq->load;
504
505                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
506                         load = &lw;
507                 }
508                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
509         }
510         return slice;
511 }
512
513 /*
514  * We calculate the vruntime slice of a to be inserted task
515  *
516  * vs = s/w
517  */
518 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
519 {
520         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
521 }
522
523 /*
524  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
525  * are not in our scheduling class.
526  */
527 static inline void
528 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
529               unsigned long delta_exec)
530 {
531         unsigned long delta_exec_weighted;
532
533         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
534                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
535
536         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
537         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
538         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
539
540         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
541         update_min_vruntime(cfs_rq);
542 }
543
544 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
545 {
546         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
547         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
548         unsigned long delta_exec;
549
550         if (unlikely(!curr))
551                 return;
552
553         /*
554          * Get the amount of time the current task was running
555          * since the last time we changed load (this cannot
556          * overflow on 32 bits):
557          */
558         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
559         if (!delta_exec)
560                 return;
561
562         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
563         curr->exec_start = now;
564
565         if (entity_is_task(curr)) {
566                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
567
568                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
569                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
570                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
571         }
572 }
573
574 static inline void
575 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
576 {
577         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
578 }
579
580 /*
581  * Task is being enqueued - update stats:
582  */
583 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
584 {
585         /*
586          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
587          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
588          */
589         if (se != cfs_rq->curr)
590                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
591 }
592
593 static void
594 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
595 {
596         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
597                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
598         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
599         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
600                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
601 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
602         if (entity_is_task(se)) {
603                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
604                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
605         }
606 #endif
607         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
608 }
609
610 static inline void
611 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
612 {
613         /*
614          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
615          * waiting task:
616          */
617         if (se != cfs_rq->curr)
618                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
619 }
620
621 /*
622  * We are picking a new current task - update its stats:
623  */
624 static inline void
625 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
626 {
627         /*
628          * We are starting a new run period:
629          */
630         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
631 }
632
633 /**************************************************
634  * Scheduling class queueing methods:
635  */
636
637 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
638 static void
639 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
640 {
641         cfs_rq->task_weight += weight;
642 }
643 #else
644 static inline void
645 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
646 {
647 }
648 #endif
649
650 static void
651 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
652 {
653         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
654         if (!parent_entity(se))
655                 inc_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
656         if (entity_is_task(se)) {
657                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, se->load.weight);
658                 list_add(&se->group_node, &cfs_rq->tasks);
659         }
660         cfs_rq->nr_running++;
661 }
662
663 static void
664 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
665 {
666         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
667         if (!parent_entity(se))
668                 dec_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
669         if (entity_is_task(se)) {
670                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, -se->load.weight);
671                 list_del_init(&se->group_node);
672         }
673         cfs_rq->nr_running--;
674 }
675
676 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
677 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int lb)
678 {
679         u64 period = sched_avg_period();
680         u64 now, delta;
681
682         if (!cfs_rq)
683                 return;
684
685         now = rq_of(cfs_rq)->clock;
686         delta = now - cfs_rq->load_stamp;
687
688         cfs_rq->load_stamp = now;
689         cfs_rq->load_period += delta;
690         cfs_rq->load_avg += delta * cfs_rq->load.weight;
691
692         while (cfs_rq->load_period > period) {
693                 /*
694                  * Inline assembly required to prevent the compiler
695                  * optimising this loop into a divmod call.
696                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
697                  */
698                 asm("" : "+rm" (cfs_rq->load_period));
699                 cfs_rq->load_period /= 2;
700                 cfs_rq->load_avg /= 2;
701         }
702
703         if (lb && !cfs_rq->nr_running) {
704                 if (cfs_rq->load_avg < (period / 8))
705                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
706         }
707 }
708
709 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
710                             unsigned long weight)
711 {
712         if (se->on_rq)
713                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
714
715         update_load_set(&se->load, weight);
716
717         if (se->on_rq)
718                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
719 }
720
721 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
722 {
723         struct task_group *tg;
724         struct sched_entity *se;
725         long load_weight, load, shares;
726
727         if (!cfs_rq)
728                 return;
729
730         tg = cfs_rq->tg;
731         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
732         if (!se)
733                 return;
734
735         load = cfs_rq->load.weight;
736
737         load_weight = atomic_read(&tg->load_weight);
738         load_weight -= cfs_rq->load_contribution;
739         load_weight += load;
740
741         shares = (tg->shares * load);
742         if (load_weight)
743                 shares /= load_weight;
744
745         if (shares < MIN_SHARES)
746                 shares = MIN_SHARES;
747         if (shares > tg->shares)
748                 shares = tg->shares;
749
750         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
751 }
752 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
753 static inline void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int lb)
754 {
755 }
756
757 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
758 {
759 }
760 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
761
762 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
763 {
764 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
765         struct task_struct *tsk = NULL;
766
767         if (entity_is_task(se))
768                 tsk = task_of(se);
769
770         if (se->statistics.sleep_start) {
771                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
772
773                 if ((s64)delta < 0)
774                         delta = 0;
775
776                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
777                         se->statistics.sleep_max = delta;
778
779                 se->statistics.sleep_start = 0;
780                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
781
782                 if (tsk) {
783                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
784                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
785                 }
786         }
787         if (se->statistics.block_start) {
788                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
789
790                 if ((s64)delta < 0)
791                         delta = 0;
792
793                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
794                         se->statistics.block_max = delta;
795
796                 se->statistics.block_start = 0;
797                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
798
799                 if (tsk) {
800                         if (tsk->in_iowait) {
801                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
802                                 se->statistics.iowait_count++;
803                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
804                         }
805
806                         /*
807                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
808                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
809                          * amount of time that the task spent sleeping:
810                          */
811                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
812                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
813                                                 (void *)get_wchan(tsk),
814                                                 delta >> 20);
815                         }
816                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
817                 }
818         }
819 #endif
820 }
821
822 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
823 {
824 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
825         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
826
827         if (d < 0)
828                 d = -d;
829
830         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
831                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
832 #endif
833 }
834
835 static void
836 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
837 {
838         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
839
840         /*
841          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
842          * however the extra weight of the new task will slow them down a
843          * little, place the new task so that it fits in the slot that
844          * stays open at the end.
845          */
846         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
847                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
848
849         /* sleeps up to a single latency don't count. */
850         if (!initial) {
851                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
852
853                 /*
854                  * Halve their sleep time's effect, to allow
855                  * for a gentler effect of sleepers:
856                  */
857                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
858                         thresh >>= 1;
859
860                 vruntime -= thresh;
861         }
862
863         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
864         vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
865
866         se->vruntime = vruntime;
867 }
868
869 static void
870 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
871 {
872         /*
873          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
874          * through callig update_curr().
875          */
876         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
877                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
878
879         /*
880          * Update run-time statistics of the 'current'.
881          */
882         update_curr(cfs_rq);
883         update_cfs_load(cfs_rq, 0);
884         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
885         update_cfs_shares(cfs_rq);
886
887         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
888                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
889                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
890         }
891
892         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
893         check_spread(cfs_rq, se);
894         if (se != cfs_rq->curr)
895                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
896         se->on_rq = 1;
897
898         if (cfs_rq->nr_running == 1)
899                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
900 }
901
902 static void __clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
903 {
904         if (!se || cfs_rq->last == se)
905                 cfs_rq->last = NULL;
906
907         if (!se || cfs_rq->next == se)
908                 cfs_rq->next = NULL;
909 }
910
911 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
912 {
913         for_each_sched_entity(se)
914                 __clear_buddies(cfs_rq_of(se), se);
915 }
916
917 static void
918 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
919 {
920         /*
921          * Update run-time statistics of the 'current'.
922          */
923         update_curr(cfs_rq);
924
925         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
926         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
927 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
928                 if (entity_is_task(se)) {
929                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
930
931                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
932                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
933                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
934                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
935                 }
936 #endif
937         }
938
939         clear_buddies(cfs_rq, se);
940
941         if (se != cfs_rq->curr)
942                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
943         se->on_rq = 0;
944         update_cfs_load(cfs_rq, 0);
945         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
946         update_min_vruntime(cfs_rq);
947         update_cfs_shares(cfs_rq);
948
949         /*
950          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
951          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
952          * movement in our normalized position.
953          */
954         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
955                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
956 }
957
958 /*
959  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
960  */
961 static void
962 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
963 {
964         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
965
966         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
967         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
968         if (delta_exec > ideal_runtime) {
969                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
970                 /*
971                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
972                  * re-elected due to buddy favours.
973                  */
974                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
975                 return;
976         }
977
978         /*
979          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
980          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
981          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
982          */
983         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
984                 return;
985
986         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
987                 return;
988
989         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
990                 struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
991                 s64 delta = curr->vruntime - se->vruntime;
992
993                 if (delta > ideal_runtime)
994                         resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
995         }
996 }
997
998 static void
999 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1000 {
1001         /* 'current' is not kept within the tree. */
1002         if (se->on_rq) {
1003                 /*
1004                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
1005                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
1006                  * runqueue.
1007                  */
1008                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1009                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1010         }
1011
1012         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
1013         cfs_rq->curr = se;
1014 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1015         /*
1016          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
1017          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
1018          * when there are only lesser-weight tasks around):
1019          */
1020         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
1021                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
1022                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
1023         }
1024 #endif
1025         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
1026 }
1027
1028 static int
1029 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
1030
1031 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
1032 {
1033         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
1034         struct sched_entity *left = se;
1035
1036         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
1037                 se = cfs_rq->next;
1038
1039         /*
1040          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
1041          */
1042         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
1043                 se = cfs_rq->last;
1044
1045         clear_buddies(cfs_rq, se);
1046
1047         return se;
1048 }
1049
1050 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
1051 {
1052         /*
1053          * If still on the runqueue then deactivate_task()
1054          * was not called and update_curr() has to be done:
1055          */
1056         if (prev->on_rq)
1057                 update_curr(cfs_rq);
1058
1059         check_spread(cfs_rq, prev);
1060         if (prev->on_rq) {
1061                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
1062                 /* Put 'current' back into the tree. */
1063                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
1064         }
1065         cfs_rq->curr = NULL;
1066 }
1067
1068 static void
1069 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
1070 {
1071         /*
1072          * Update run-time statistics of the 'current'.
1073          */
1074         update_curr(cfs_rq);
1075
1076 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1077         /*
1078          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
1079          * validating it and just reschedule.
1080          */
1081         if (queued) {
1082                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1083                 return;
1084         }
1085         /*
1086          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
1087          */
1088         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
1089                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
1090                 return;
1091 #endif
1092
1093         if (cfs_rq->nr_running > 1 || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
1094                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
1095 }
1096
1097 /**************************************************
1098  * CFS operations on tasks:
1099  */
1100
1101 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1102 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1103 {
1104         struct sched_entity *se = &p->se;
1105         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1106
1107         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
1108
1109         if (hrtick_enabled(rq) && cfs_rq->nr_running > 1) {
1110                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
1111                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
1112                 s64 delta = slice - ran;
1113
1114                 if (delta < 0) {
1115                         if (rq->curr == p)
1116                                 resched_task(p);
1117                         return;
1118                 }
1119
1120                 /*
1121                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
1122                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
1123                  */
1124                 if (rq->curr != p)
1125                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
1126
1127                 hrtick_start(rq, delta);
1128         }
1129 }
1130
1131 /*
1132  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
1133  * current task is from our class and nr_running is low enough
1134  * to matter.
1135  */
1136 static void hrtick_update(struct rq *rq)
1137 {
1138         struct task_struct *curr = rq->curr;
1139
1140         if (curr->sched_class != &fair_sched_class)
1141                 return;
1142
1143         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
1144                 hrtick_start_fair(rq, curr);
1145 }
1146 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1147 static inline void
1148 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1149 {
1150 }
1151
1152 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
1153 {
1154 }
1155 #endif
1156
1157 /*
1158  * The enqueue_task method is called before nr_running is
1159  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
1160  * then put the task into the rbtree:
1161  */
1162 static void
1163 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1164 {
1165         struct cfs_rq *cfs_rq;
1166         struct sched_entity *se = &p->se;
1167
1168         for_each_sched_entity(se) {
1169                 if (se->on_rq)
1170                         break;
1171                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1172                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
1173                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1174         }
1175
1176         for_each_sched_entity(se) {
1177                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1178
1179                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1180                 update_cfs_shares(cfs_rq);
1181         }
1182
1183         hrtick_update(rq);
1184 }
1185
1186 /*
1187  * The dequeue_task method is called before nr_running is
1188  * decreased. We remove the task from the rbtree and
1189  * update the fair scheduling stats:
1190  */
1191 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1192 {
1193         struct cfs_rq *cfs_rq;
1194         struct sched_entity *se = &p->se;
1195
1196         for_each_sched_entity(se) {
1197                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1198                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
1199
1200                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
1201                 if (cfs_rq->load.weight)
1202                         break;
1203                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
1204         }
1205
1206         for_each_sched_entity(se) {
1207                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1208
1209                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1210                 update_cfs_shares(cfs_rq);
1211         }
1212
1213         hrtick_update(rq);
1214 }
1215
1216 /*
1217  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
1218  *
1219  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
1220  */
1221 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
1222 {
1223         struct task_struct *curr = rq->curr;
1224         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1225         struct sched_entity *rightmost, *se = &curr->se;
1226
1227         /*
1228          * Are we the only task in the tree?
1229          */
1230         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
1231                 return;
1232
1233         clear_buddies(cfs_rq, se);
1234
1235         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield) && curr->policy != SCHED_BATCH) {
1236                 update_rq_clock(rq);
1237                 /*
1238                  * Update run-time statistics of the 'current'.
1239                  */
1240                 update_curr(cfs_rq);
1241
1242                 return;
1243         }
1244         /*
1245          * Find the rightmost entry in the rbtree:
1246          */
1247         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
1248         /*
1249          * Already in the rightmost position?
1250          */
1251         if (unlikely(!rightmost || entity_before(rightmost, se)))
1252                 return;
1253
1254         /*
1255          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
1256          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1257          * 'current' within the tree based on its new key value.
1258          */
1259         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
1260 }
1261
1262 #ifdef CONFIG_SMP
1263
1264 static void task_waking_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1265 {
1266         struct sched_entity *se = &p->se;
1267         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1268
1269         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1270 }
1271
1272 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1273 /*
1274  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
1275  *
1276  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
1277  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
1278  * can calculate the shift in shares.
1279  */
1280 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
1281 {
1282         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
1283
1284         if (!tg->parent)
1285                 return wl;
1286
1287         for_each_sched_entity(se) {
1288                 long S, rw, s, a, b;
1289
1290                 S = se->my_q->tg->shares;
1291                 s = se->load.weight;
1292                 rw = se->my_q->load.weight;
1293
1294                 a = S*(rw + wl);
1295                 b = S*rw + s*wg;
1296
1297                 wl = s*(a-b);
1298
1299                 if (likely(b))
1300                         wl /= b;
1301
1302                 /*
1303                  * Assume the group is already running and will
1304                  * thus already be accounted for in the weight.
1305                  *
1306                  * That is, moving shares between CPUs, does not
1307                  * alter the group weight.
1308                  */
1309                 wg = 0;
1310         }
1311
1312         return wl;
1313 }
1314
1315 #else
1316
1317 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
1318                 unsigned long wl, unsigned long wg)
1319 {
1320         return wl;
1321 }
1322
1323 #endif
1324
1325 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
1326 {
1327         unsigned long this_load, load;
1328         int idx, this_cpu, prev_cpu;
1329         unsigned long tl_per_task;
1330         struct task_group *tg;
1331         unsigned long weight;
1332         int balanced;
1333
1334         idx       = sd->wake_idx;
1335         this_cpu  = smp_processor_id();
1336         prev_cpu  = task_cpu(p);
1337         load      = source_load(prev_cpu, idx);
1338         this_load = target_load(this_cpu, idx);
1339
1340         /*
1341          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
1342          * effect of the currently running task from the load
1343          * of the current CPU:
1344          */
1345         rcu_read_lock();
1346         if (sync) {
1347                 tg = task_group(current);
1348                 weight = current->se.load.weight;
1349
1350                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
1351                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
1352         }
1353
1354         tg = task_group(p);
1355         weight = p->se.load.weight;
1356
1357         /*
1358          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
1359          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
1360          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
1361          * about that, so that's good too.
1362          *
1363          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
1364          * task to be woken on this_cpu.
1365          */
1366         if (this_load) {
1367                 unsigned long this_eff_load, prev_eff_load;
1368
1369                 this_eff_load = 100;
1370                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
1371                 this_eff_load *= this_load +
1372                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
1373
1374                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1375                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
1376                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
1377
1378                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
1379         } else
1380                 balanced = true;
1381         rcu_read_unlock();
1382
1383         /*
1384          * If the currently running task will sleep within
1385          * a reasonable amount of time then attract this newly
1386          * woken task:
1387          */
1388         if (sync && balanced)
1389                 return 1;
1390
1391         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
1392         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
1393
1394         if (balanced ||
1395             (this_load <= load &&
1396              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
1397                 /*
1398                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
1399                  * p is cache cold in this domain, and
1400                  * there is no bad imbalance.
1401                  */
1402                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
1403                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
1404
1405                 return 1;
1406         }
1407         return 0;
1408 }
1409
1410 /*
1411  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
1412  * domain.
1413  */
1414 static struct sched_group *
1415 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
1416                   int this_cpu, int load_idx)
1417 {
1418         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
1419         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
1420         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
1421
1422         do {
1423                 unsigned long load, avg_load;
1424                 int local_group;
1425                 int i;
1426
1427                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
1428                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
1429                                         &p->cpus_allowed))
1430                         continue;
1431
1432                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
1433                                                sched_group_cpus(group));
1434
1435                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
1436                 avg_load = 0;
1437
1438                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
1439                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
1440                         if (local_group)
1441                                 load = source_load(i, load_idx);
1442                         else
1443                                 load = target_load(i, load_idx);
1444
1445                         avg_load += load;
1446                 }
1447
1448                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
1449                 avg_load = (avg_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
1450
1451                 if (local_group) {
1452                         this_load = avg_load;
1453                 } else if (avg_load < min_load) {
1454                         min_load = avg_load;
1455                         idlest = group;
1456                 }
1457         } while (group = group->next, group != sd->groups);
1458
1459         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
1460                 return NULL;
1461         return idlest;
1462 }
1463
1464 /*
1465  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
1466  */
1467 static int
1468 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
1469 {
1470         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
1471         int idlest = -1;
1472         int i;
1473
1474         /* Traverse only the allowed CPUs */
1475         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
1476                 load = weighted_cpuload(i);
1477
1478                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
1479                         min_load = load;
1480                         idlest = i;
1481                 }
1482         }
1483
1484         return idlest;
1485 }
1486
1487 /*
1488  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
1489  */
1490 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
1491 {
1492         int cpu = smp_processor_id();
1493         int prev_cpu = task_cpu(p);
1494         struct sched_domain *sd;
1495         int i;
1496
1497         /*
1498          * If the task is going to be woken-up on this cpu and if it is
1499          * already idle, then it is the right target.
1500          */
1501         if (target == cpu && idle_cpu(cpu))
1502                 return cpu;
1503
1504         /*
1505          * If the task is going to be woken-up on the cpu where it previously
1506          * ran and if it is currently idle, then it the right target.
1507          */
1508         if (target == prev_cpu && idle_cpu(prev_cpu))
1509                 return prev_cpu;
1510
1511         /*
1512          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
1513          */
1514         for_each_domain(target, sd) {
1515                 if (!(sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES))
1516                         break;
1517
1518                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed) {
1519                         if (idle_cpu(i)) {
1520                                 target = i;
1521                                 break;
1522                         }
1523                 }
1524
1525                 /*
1526                  * Lets stop looking for an idle sibling when we reached
1527                  * the domain that spans the current cpu and prev_cpu.
1528                  */
1529                 if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)) &&
1530                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
1531                         break;
1532         }
1533
1534         return target;
1535 }
1536
1537 /*
1538  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
1539  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
1540  * SD_BALANCE_EXEC.
1541  *
1542  * Balance, ie. select the least loaded group.
1543  *
1544  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
1545  *
1546  * preempt must be disabled.
1547  */
1548 static int
1549 select_task_rq_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
1550 {
1551         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
1552         int cpu = smp_processor_id();
1553         int prev_cpu = task_cpu(p);
1554         int new_cpu = cpu;
1555         int want_affine = 0;
1556         int want_sd = 1;
1557         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
1558
1559         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
1560                 if (cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
1561                         want_affine = 1;
1562                 new_cpu = prev_cpu;
1563         }
1564
1565         for_each_domain(cpu, tmp) {
1566                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1567                         continue;
1568
1569                 /*
1570                  * If power savings logic is enabled for a domain, see if we
1571                  * are not overloaded, if so, don't balance wider.
1572                  */
1573                 if (tmp->flags & (SD_POWERSAVINGS_BALANCE|SD_PREFER_LOCAL)) {
1574                         unsigned long power = 0;
1575                         unsigned long nr_running = 0;
1576                         unsigned long capacity;
1577                         int i;
1578
1579                         for_each_cpu(i, sched_domain_span(tmp)) {
1580                                 power += power_of(i);
1581                                 nr_running += cpu_rq(i)->cfs.nr_running;
1582                         }
1583
1584                         capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
1585
1586                         if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
1587                                 nr_running /= 2;
1588
1589                         if (nr_running < capacity)
1590                                 want_sd = 0;
1591                 }
1592
1593                 /*
1594                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
1595                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
1596                  */
1597                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
1598                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
1599                         affine_sd = tmp;
1600                         want_affine = 0;
1601                 }
1602
1603                 if (!want_sd && !want_affine)
1604                         break;
1605
1606                 if (!(tmp->flags & sd_flag))
1607                         continue;
1608
1609                 if (want_sd)
1610                         sd = tmp;
1611         }
1612
1613         if (affine_sd) {
1614                 if (cpu == prev_cpu || wake_affine(affine_sd, p, sync))
1615                         return select_idle_sibling(p, cpu);
1616                 else
1617                         return select_idle_sibling(p, prev_cpu);
1618         }
1619
1620         while (sd) {
1621                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
1622                 struct sched_group *group;
1623                 int weight;
1624
1625                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
1626                         sd = sd->child;
1627                         continue;
1628                 }
1629
1630                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
1631                         load_idx = sd->wake_idx;
1632
1633                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
1634                 if (!group) {
1635                         sd = sd->child;
1636                         continue;
1637                 }
1638
1639                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
1640                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
1641                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
1642                         sd = sd->child;
1643                         continue;
1644                 }
1645
1646                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
1647                 cpu = new_cpu;
1648                 weight = sd->span_weight;
1649                 sd = NULL;
1650                 for_each_domain(cpu, tmp) {
1651                         if (weight <= tmp->span_weight)
1652                                 break;
1653                         if (tmp->flags & sd_flag)
1654                                 sd = tmp;
1655                 }
1656                 /* while loop will break here if sd == NULL */
1657         }
1658
1659         return new_cpu;
1660 }
1661 #endif /* CONFIG_SMP */
1662
1663 static unsigned long
1664 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1665 {
1666         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
1667
1668         /*
1669          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
1670          * to virtual-time in his units.
1671          *
1672          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
1673          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
1674          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
1675          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
1676          * be smaller, again penalizing the lighter task.
1677          *
1678          * This is especially important for buddies when the leftmost
1679          * task is higher priority than the buddy.
1680          */
1681         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
1682                 gran = calc_delta_fair(gran, se);
1683
1684         return gran;
1685 }
1686
1687 /*
1688  * Should 'se' preempt 'curr'.
1689  *
1690  *             |s1
1691  *        |s2
1692  *   |s3
1693  *         g
1694  *      |<--->|c
1695  *
1696  *  w(c, s1) = -1
1697  *  w(c, s2) =  0
1698  *  w(c, s3) =  1
1699  *
1700  */
1701 static int
1702 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1703 {
1704         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
1705
1706         if (vdiff <= 0)
1707                 return -1;
1708
1709         gran = wakeup_gran(curr, se);
1710         if (vdiff > gran)
1711                 return 1;
1712
1713         return 0;
1714 }
1715
1716 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
1717 {
1718         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1719                 for_each_sched_entity(se)
1720                         cfs_rq_of(se)->last = se;
1721         }
1722 }
1723
1724 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
1725 {
1726         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1727                 for_each_sched_entity(se)
1728                         cfs_rq_of(se)->next = se;
1729         }
1730 }
1731
1732 /*
1733  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1734  */
1735 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1736 {
1737         struct task_struct *curr = rq->curr;
1738         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
1739         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1740         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
1741
1742         if (unlikely(rt_prio(p->prio)))
1743                 goto preempt;
1744
1745         if (unlikely(p->sched_class != &fair_sched_class))
1746                 return;
1747
1748         if (unlikely(se == pse))
1749                 return;
1750
1751         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK))
1752                 set_next_buddy(pse);
1753
1754         /*
1755          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
1756          * wake up path.
1757          */
1758         if (test_tsk_need_resched(curr))
1759                 return;
1760
1761         /*
1762          * Batch and idle tasks do not preempt (their preemption is driven by
1763          * the tick):
1764          */
1765         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL))
1766                 return;
1767
1768         /* Idle tasks are by definition preempted by everybody. */
1769         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE))
1770                 goto preempt;
1771
1772         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
1773                 return;
1774
1775         update_curr(cfs_rq);
1776         find_matching_se(&se, &pse);
1777         BUG_ON(!pse);
1778         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1)
1779                 goto preempt;
1780
1781         return;
1782
1783 preempt:
1784         resched_task(curr);
1785         /*
1786          * Only set the backward buddy when the current task is still
1787          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
1788          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
1789          * point, either of which can * drop the rq lock.
1790          *
1791          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
1792          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
1793          */
1794         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
1795                 return;
1796
1797         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
1798                 set_last_buddy(se);
1799 }
1800
1801 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
1802 {
1803         struct task_struct *p;
1804         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
1805         struct sched_entity *se;
1806
1807         if (!cfs_rq->nr_running)
1808                 return NULL;
1809
1810         do {
1811                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
1812                 set_next_entity(cfs_rq, se);
1813                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1814         } while (cfs_rq);
1815
1816         p = task_of(se);
1817         hrtick_start_fair(rq, p);
1818
1819         return p;
1820 }
1821
1822 /*
1823  * Account for a descheduled task:
1824  */
1825 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1826 {
1827         struct sched_entity *se = &prev->se;
1828         struct cfs_rq *cfs_rq;
1829
1830         for_each_sched_entity(se) {
1831                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1832                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
1833         }
1834 }
1835
1836 #ifdef CONFIG_SMP
1837 /**************************************************
1838  * Fair scheduling class load-balancing methods:
1839  */
1840
1841 /*
1842  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
1843  * Both runqueues must be locked.
1844  */
1845 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
1846                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
1847 {
1848         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1849         set_task_cpu(p, this_cpu);
1850         activate_task(this_rq, p, 0);
1851         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
1852
1853         /* re-arm NEWIDLE balancing when moving tasks */
1854         src_rq->avg_idle = this_rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
1855         this_rq->idle_stamp = 0;
1856 }
1857
1858 /*
1859  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
1860  */
1861 static
1862 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
1863                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1864                      int *all_pinned)
1865 {
1866         int tsk_cache_hot = 0;
1867         /*
1868          * We do not migrate tasks that are:
1869          * 1) running (obviously), or
1870          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
1871          * 3) are cache-hot on their current CPU.
1872          */
1873         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
1874                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
1875                 return 0;
1876         }
1877         *all_pinned = 0;
1878
1879         if (task_running(rq, p)) {
1880                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
1881                 return 0;
1882         }
1883
1884         /*
1885          * Aggressive migration if:
1886          * 1) task is cache cold, or
1887          * 2) too many balance attempts have failed.
1888          */
1889
1890         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock_task, sd);
1891         if (!tsk_cache_hot ||
1892                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
1893 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1894                 if (tsk_cache_hot) {
1895                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
1896                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
1897                 }
1898 #endif
1899                 return 1;
1900         }
1901
1902         if (tsk_cache_hot) {
1903                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
1904                 return 0;
1905         }
1906         return 1;
1907 }
1908
1909 /*
1910  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
1911  * part of active balancing operations within "domain".
1912  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
1913  *
1914  * Called with both runqueues locked.
1915  */
1916 static int
1917 move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1918               struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
1919 {
1920         struct task_struct *p, *n;
1921         struct cfs_rq *cfs_rq;
1922         int pinned = 0;
1923
1924         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, cfs_rq) {
1925                 list_for_each_entry_safe(p, n, &cfs_rq->tasks, se.group_node) {
1926
1927                         if (!can_migrate_task(p, busiest, this_cpu,
1928                                                 sd, idle, &pinned))
1929                                 continue;
1930
1931                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
1932                         /*
1933                          * Right now, this is only the second place pull_task()
1934                          * is called, so we can safely collect pull_task()
1935                          * stats here rather than inside pull_task().
1936                          */
1937                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
1938                         return 1;
1939                 }
1940         }
1941
1942         return 0;
1943 }
1944
1945 static unsigned long
1946 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1947               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1948               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1949               int *this_best_prio, struct cfs_rq *busiest_cfs_rq)
1950 {
1951         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
1952         long rem_load_move = max_load_move;
1953         struct task_struct *p, *n;
1954
1955         if (max_load_move == 0)
1956                 goto out;
1957
1958         pinned = 1;
1959
1960         list_for_each_entry_safe(p, n, &busiest_cfs_rq->tasks, se.group_node) {
1961                 if (loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
1962                         break;
1963
1964                 if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
1965                     !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned))
1966                         continue;
1967
1968                 pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
1969                 pulled++;
1970                 rem_load_move -= p->se.load.weight;
1971
1972 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1973                 /*
1974                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
1975                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
1976                  * the critical section.
1977                  */
1978                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
1979                         break;
1980 #endif
1981
1982                 /*
1983                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
1984                  * weighted load.
1985                  */
1986                 if (rem_load_move <= 0)
1987                         break;
1988
1989                 if (p->prio < *this_best_prio)
1990                         *this_best_prio = p->prio;
1991         }
1992 out:
1993         /*
1994          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
1995          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
1996          * inside pull_task().
1997          */
1998         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
1999
2000         if (all_pinned)
2001                 *all_pinned = pinned;
2002
2003         return max_load_move - rem_load_move;
2004 }
2005
2006 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2007 static unsigned long
2008 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2009                   unsigned long max_load_move,
2010                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2011                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
2012 {
2013         long rem_load_move = max_load_move;
2014         int busiest_cpu = cpu_of(busiest);
2015         struct task_group *tg;
2016
2017         rcu_read_lock();
2018         update_h_load(busiest_cpu);
2019
2020         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
2021                 struct cfs_rq *busiest_cfs_rq = tg->cfs_rq[busiest_cpu];
2022                 unsigned long busiest_h_load = busiest_cfs_rq->h_load;
2023                 unsigned long busiest_weight = busiest_cfs_rq->load.weight;
2024                 u64 rem_load, moved_load;
2025
2026                 /*
2027                  * empty group
2028                  */
2029                 if (!busiest_cfs_rq->task_weight)
2030                         continue;
2031
2032                 rem_load = (u64)rem_load_move * busiest_weight;
2033                 rem_load = div_u64(rem_load, busiest_h_load + 1);
2034
2035                 moved_load = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
2036                                 rem_load, sd, idle, all_pinned, this_best_prio,
2037                                 busiest_cfs_rq);
2038
2039                 if (!moved_load)
2040                         continue;
2041
2042                 moved_load *= busiest_h_load;
2043                 moved_load = div_u64(moved_load, busiest_weight + 1);
2044
2045                 rem_load_move -= moved_load;
2046                 if (rem_load_move < 0)
2047                         break;
2048         }
2049         rcu_read_unlock();
2050
2051         return max_load_move - rem_load_move;
2052 }
2053 #else
2054 static unsigned long
2055 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2056                   unsigned long max_load_move,
2057                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2058                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
2059 {
2060         return balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
2061                         max_load_move, sd, idle, all_pinned,
2062                         this_best_prio, &busiest->cfs);
2063 }
2064 #endif
2065
2066 /*
2067  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
2068  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
2069  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
2070  *
2071  * Called with both runqueues locked.
2072  */
2073 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2074                       unsigned long max_load_move,
2075                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2076                       int *all_pinned)
2077 {
2078         unsigned long total_load_moved = 0, load_moved;
2079         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
2080
2081         do {
2082                 load_moved = load_balance_fair(this_rq, this_cpu, busiest,
2083                                 max_load_move - total_load_moved,
2084                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
2085
2086                 total_load_moved += load_moved;
2087
2088 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2089                 /*
2090                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
2091                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
2092                  * the critical section.
2093                  */
2094                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
2095                         break;
2096
2097                 if (raw_spin_is_contended(&this_rq->lock) ||
2098                                 raw_spin_is_contended(&busiest->lock))
2099                         break;
2100 #endif
2101         } while (load_moved && max_load_move > total_load_moved);
2102
2103         return total_load_moved > 0;
2104 }
2105
2106 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
2107 /*
2108  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
2109  *              during load balancing.
2110  */
2111 struct sd_lb_stats {
2112         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
2113         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
2114         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
2115         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
2116         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
2117
2118         /** Statistics of this group */
2119         unsigned long this_load;
2120         unsigned long this_load_per_task;
2121         unsigned long this_nr_running;
2122         unsigned long this_has_capacity;
2123
2124         /* Statistics of the busiest group */
2125         unsigned long max_load;
2126         unsigned long busiest_load_per_task;
2127         unsigned long busiest_nr_running;
2128         unsigned long busiest_group_capacity;
2129         unsigned long busiest_has_capacity;
2130
2131         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
2132 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2133         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
2134         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
2135         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
2136         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
2137         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
2138         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
2139 #endif
2140 };
2141
2142 /*
2143  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
2144  */
2145 struct sg_lb_stats {
2146         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
2147         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
2148         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
2149         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
2150         unsigned long group_capacity;
2151         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
2152         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
2153 };
2154
2155 /**
2156  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
2157  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
2158  */
2159 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
2160 {
2161         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
2162 }
2163
2164 /**
2165  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
2166  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
2167  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
2168  */
2169 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
2170                                         enum cpu_idle_type idle)
2171 {
2172         int load_idx;
2173
2174         switch (idle) {
2175         case CPU_NOT_IDLE:
2176                 load_idx = sd->busy_idx;
2177                 break;
2178
2179         case CPU_NEWLY_IDLE:
2180                 load_idx = sd->newidle_idx;
2181                 break;
2182         default:
2183                 load_idx = sd->idle_idx;
2184                 break;
2185         }
2186
2187         return load_idx;
2188 }
2189
2190
2191 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2192 /**
2193  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
2194  * the given sched_domain, during load balancing.
2195  *
2196  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
2197  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
2198  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
2199  */
2200 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2201         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2202 {
2203         /*
2204          * Busy processors will not participate in power savings
2205          * balance.
2206          */
2207         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2208                 sds->power_savings_balance = 0;
2209         else {
2210                 sds->power_savings_balance = 1;
2211                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
2212                 sds->leader_nr_running = 0;
2213         }
2214 }
2215
2216 /**
2217  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
2218  * sched_domain while performing load balancing.
2219  *
2220  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
2221  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2222  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
2223  *              load balancing ?
2224  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
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
2230         if (!sds->power_savings_balance)
2231                 return;
2232
2233         /*
2234          * If the local group is idle or completely loaded
2235          * no need to do power savings balance at this domain
2236          */
2237         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2238                                 !sds->this_nr_running))
2239                 sds->power_savings_balance = 0;
2240
2241         /*
2242          * If a group is already running at full capacity or idle,
2243          * don't include that group in power savings calculations
2244          */
2245         if (!sds->power_savings_balance ||
2246                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2247                 !sgs->sum_nr_running)
2248                 return;
2249
2250         /*
2251          * Calculate the group which has the least non-idle load.
2252          * This is the group from where we need to pick up the load
2253          * for saving power
2254          */
2255         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
2256             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
2257              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
2258                 sds->group_min = group;
2259                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2260                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
2261                                                 sgs->sum_nr_running;
2262         }
2263
2264         /*
2265          * Calculate the group which is almost near its
2266          * capacity but still has some space to pick up some load
2267          * from other group and save more power
2268          */
2269         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
2270                 return;
2271
2272         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
2273             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
2274              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
2275                 sds->group_leader = group;
2276                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2277         }
2278 }
2279
2280 /**
2281  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
2282  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2283  *      under consideration.
2284  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
2285  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2286  *
2287  * Description:
2288  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
2289  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
2290  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
2291  *
2292  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
2293  * Else returns 0.
2294  */
2295 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2296                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2297 {
2298         if (!sds->power_savings_balance)
2299                 return 0;
2300
2301         if (sds->this != sds->group_leader ||
2302                         sds->group_leader == sds->group_min)
2303                 return 0;
2304
2305         *imbalance = sds->min_load_per_task;
2306         sds->busiest = sds->group_min;
2307
2308         return 1;
2309
2310 }
2311 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2312 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2313         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2314 {
2315         return;
2316 }
2317
2318 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
2319         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
2320 {
2321         return;
2322 }
2323
2324 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2325                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2326 {
2327         return 0;
2328 }
2329 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2330
2331
2332 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2333 {
2334         return SCHED_LOAD_SCALE;
2335 }
2336
2337 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2338 {
2339         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
2340 }
2341
2342 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2343 {
2344         unsigned long weight = sd->span_weight;
2345         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
2346
2347         smt_gain /= weight;
2348
2349         return smt_gain;
2350 }
2351
2352 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2353 {
2354         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
2355 }
2356
2357 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
2358 {
2359         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2360         u64 total, available;
2361
2362         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
2363
2364         if (unlikely(total < rq->rt_avg)) {
2365                 /* Ensures that power won't end up being negative */
2366                 available = 0;
2367         } else {
2368                 available = total - rq->rt_avg;
2369         }
2370
2371         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
2372                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
2373
2374         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2375
2376         return div_u64(available, total);
2377 }
2378
2379 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2380 {
2381         unsigned long weight = sd->span_weight;
2382         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
2383         struct sched_group *sdg = sd->groups;
2384
2385         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
2386                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
2387                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
2388                 else
2389                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
2390
2391                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2392         }
2393
2394         sdg->cpu_power_orig = power;
2395
2396         if (sched_feat(ARCH_POWER))
2397                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
2398         else
2399                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
2400
2401         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2402
2403         power *= scale_rt_power(cpu);
2404         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2405
2406         if (!power)
2407                 power = 1;
2408
2409         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
2410         sdg->cpu_power = power;
2411 }
2412
2413 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2414 {
2415         struct sched_domain *child = sd->child;
2416         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
2417         unsigned long power;
2418
2419         if (!child) {
2420                 update_cpu_power(sd, cpu);
2421                 return;
2422         }
2423
2424         power = 0;
2425
2426         group = child->groups;
2427         do {
2428                 power += group->cpu_power;
2429                 group = group->next;
2430         } while (group != child->groups);
2431
2432         sdg->cpu_power = power;
2433 }
2434
2435 /*
2436  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
2437  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
2438  * which on its own isn't powerful enough.
2439  *
2440  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
2441  */
2442 static inline int
2443 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
2444 {
2445         /*
2446          * Only siblings can have significantly less than SCHED_LOAD_SCALE
2447          */
2448         if (sd->level != SD_LV_SIBLING)
2449                 return 0;
2450
2451         /*
2452          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
2453          */
2454         if (group->cpu_power * 32 > group->cpu_power_orig * 29)
2455                 return 1;
2456
2457         return 0;
2458 }
2459
2460 /**
2461  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2462  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
2463  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
2464  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2465  * @idle: Idle status of this_cpu
2466  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
2467  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
2468  * @local_group: Does group contain this_cpu.
2469  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2470  * @balance: Should we balance.
2471  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
2472  */
2473 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
2474                         struct sched_group *group, int this_cpu,
2475                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
2476                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
2477                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
2478 {
2479         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load, max_nr_running;
2480         int i;
2481         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
2482         unsigned long avg_load_per_task = 0;
2483
2484         if (local_group)
2485                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
2486
2487         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2488         max_cpu_load = 0;
2489         min_cpu_load = ~0UL;
2490         max_nr_running = 0;
2491
2492         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
2493                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
2494
2495                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
2496                         *sd_idle = 0;
2497
2498                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2499                 if (local_group) {
2500                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
2501                                 first_idle_cpu = 1;
2502                                 balance_cpu = i;
2503                         }
2504
2505                         load = target_load(i, load_idx);
2506                 } else {
2507                         load = source_load(i, load_idx);
2508                         if (load > max_cpu_load) {
2509                                 max_cpu_load = load;
2510                                 max_nr_running = rq->nr_running;
2511                         }
2512                         if (min_cpu_load > load)
2513                                 min_cpu_load = load;
2514                 }
2515
2516                 sgs->group_load += load;
2517                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
2518                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
2519
2520         }
2521
2522         /*
2523          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
2524          * is eligible for doing load balancing at this and above
2525          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
2526          * to do the newly idle load balance.
2527          */
2528         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group) {
2529                 if (balance_cpu != this_cpu) {
2530                         *balance = 0;
2531                         return;
2532                 }
2533                 update_group_power(sd, this_cpu);
2534         }
2535
2536         /* Adjust by relative CPU power of the group */
2537         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
2538
2539         /*
2540          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
2541          * than the average weight of two tasks.
2542          *
2543          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
2544          *      might not be a suitable number - should we keep a
2545          *      normalized nr_running number somewhere that negates
2546          *      the hierarchy?
2547          */
2548         if (sgs->sum_nr_running)
2549                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
2550
2551         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task && max_nr_running > 1)
2552                 sgs->group_imb = 1;
2553
2554         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
2555         if (!sgs->group_capacity)
2556                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(sd, group);
2557
2558         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
2559                 sgs->group_has_capacity = 1;
2560 }
2561
2562 /**
2563  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
2564  * @sd: sched_domain whose statistics are to be checked
2565  * @sds: sched_domain statistics
2566  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
2567  * @sgs: sched_group statistics
2568  * @this_cpu: the current cpu
2569  *
2570  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
2571  * busiest group.
2572  */
2573 static bool update_sd_pick_busiest(struct sched_domain *sd,
2574                                    struct sd_lb_stats *sds,
2575                                    struct sched_group *sg,
2576                                    struct sg_lb_stats *sgs,
2577                                    int this_cpu)
2578 {
2579         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
2580                 return false;
2581
2582         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
2583                 return true;
2584
2585         if (sgs->group_imb)
2586                 return true;
2587
2588         /*
2589          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
2590          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
2591          * higher than ourself as busy.
2592          */
2593         if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
2594             this_cpu < group_first_cpu(sg)) {
2595                 if (!sds->busiest)
2596                         return true;
2597
2598                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
2599                         return true;
2600         }
2601
2602         return false;
2603 }
2604
2605 /**
2606  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2607  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
2608  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2609  * @idle: Idle status of this_cpu
2610  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing sg.
2611  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2612  * @balance: Should we balance.
2613  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
2614  */
2615 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2616                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
2617                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
2618                         struct sd_lb_stats *sds)
2619 {
2620         struct sched_domain *child = sd->child;
2621         struct sched_group *sg = sd->groups;
2622         struct sg_lb_stats sgs;
2623         int load_idx, prefer_sibling = 0;
2624
2625         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
2626                 prefer_sibling = 1;
2627
2628         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
2629         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
2630
2631         do {
2632                 int local_group;
2633
2634                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_group_cpus(sg));
2635                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
2636                 update_sg_lb_stats(sd, sg, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
2637                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
2638
2639                 if (local_group && !(*balance))
2640                         return;
2641
2642                 sds->total_load += sgs.group_load;
2643                 sds->total_pwr += sg->cpu_power;
2644
2645                 /*
2646                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
2647                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
2648                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
2649                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
2650                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
2651                  * extra check prevents the case where you always pull from the
2652                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
2653                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
2654                  */
2655                 if (prefer_sibling && !local_group && sds->this_has_capacity)
2656                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
2657
2658                 if (local_group) {
2659                         sds->this_load = sgs.avg_load;
2660                         sds->this = sg;
2661                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2662                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2663                         sds->this_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
2664                 } else if (update_sd_pick_busiest(sd, sds, sg, &sgs, this_cpu)) {
2665                         sds->max_load = sgs.avg_load;
2666                         sds->busiest = sg;
2667                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2668                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
2669                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2670                         sds->busiest_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
2671                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
2672                 }
2673
2674                 update_sd_power_savings_stats(sg, sds, local_group, &sgs);
2675                 sg = sg->next;
2676         } while (sg != sd->groups);
2677 }
2678
2679 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
2680 {
2681        return 0*SD_ASYM_PACKING;
2682 }
2683
2684 /**
2685  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
2686  *                      sched doman.
2687  *
2688  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
2689  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
2690  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
2691  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
2692  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
2693  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
2694  *
2695  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
2696  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
2697  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
2698  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
2699  * number.
2700  *
2701  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
2702  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
2703  *
2704  * @sd: The sched_domain whose packing is to be checked.
2705  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
2706  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
2707  * @imbalance: returns amount of imbalanced due to packing.
2708  */
2709 static int check_asym_packing(struct sched_domain *sd,
2710                               struct sd_lb_stats *sds,
2711                               int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2712 {
2713         int busiest_cpu;
2714
2715         if (!(sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
2716                 return 0;
2717
2718         if (!sds->busiest)
2719                 return 0;
2720
2721         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
2722         if (this_cpu > busiest_cpu)
2723                 return 0;
2724
2725         *imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(sds->max_load * sds->busiest->cpu_power,
2726                                        SCHED_LOAD_SCALE);
2727         return 1;
2728 }
2729
2730 /**
2731  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
2732  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
2733  *                      load balancing.
2734  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2735  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
2736  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2737  */
2738 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
2739                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2740 {
2741         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
2742         unsigned int imbn = 2;
2743         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
2744
2745         if (sds->this_nr_running) {
2746                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
2747                 if (sds->busiest_load_per_task >
2748                                 sds->this_load_per_task)
2749                         imbn = 1;
2750         } else
2751                 sds->this_load_per_task =
2752                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2753
2754         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
2755                                                  * SCHED_LOAD_SCALE;
2756         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->cpu_power;
2757
2758         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
2759                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
2760                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2761                 return;
2762         }
2763
2764         /*
2765          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
2766          * however we may be able to increase total CPU power used by
2767          * moving them.
2768          */
2769
2770         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
2771                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
2772         pwr_now += sds->this->cpu_power *
2773                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
2774         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
2775
2776         /* Amount of load we'd subtract */
2777         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2778                 sds->busiest->cpu_power;
2779         if (sds->max_load > tmp)
2780                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
2781                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
2782
2783         /* Amount of load we'd add */
2784         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
2785                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
2786                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
2787                         sds->this->cpu_power;
2788         else
2789                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2790                         sds->this->cpu_power;
2791         pwr_move += sds->this->cpu_power *
2792                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
2793         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
2794
2795         /* Move if we gain throughput */
2796         if (pwr_move > pwr_now)
2797                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2798 }
2799
2800 /**
2801  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
2802  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
2803  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2804  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
2805  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
2806  */
2807 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
2808                 unsigned long *imbalance)
2809 {
2810         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
2811
2812         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
2813         if (sds->group_imb) {
2814                 sds->busiest_load_per_task =
2815                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
2816         }
2817
2818         /*
2819          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
2820          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
2821          * its cpu_power, while calculating max_load..)
2822          */
2823         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
2824                 *imbalance = 0;
2825                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2826         }
2827
2828         if (!sds->group_imb) {
2829                 /*
2830                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
2831                  */
2832                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
2833                                                 sds->busiest_group_capacity);
2834
2835                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_LOAD_SCALE);
2836
2837                 load_above_capacity /= sds->busiest->cpu_power;
2838         }
2839
2840         /*
2841          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
2842          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
2843          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
2844          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
2845          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
2846          * for the minimum possible imbalance.
2847          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
2848          * with unsigned longs.
2849          */
2850         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
2851
2852         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
2853         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
2854                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
2855                         / SCHED_LOAD_SCALE;
2856
2857         /*
2858          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
2859          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
2860          * a think about bumping its value to force at least one task to be
2861          * moved
2862          */
2863         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
2864                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2865
2866 }
2867
2868 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
2869
2870 /**
2871  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
2872  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
2873  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
2874  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
2875  * such a group exists.
2876  *
2877  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
2878  * to restore balance.
2879  *
2880  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
2881  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
2882  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
2883  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
2884  * @idle: The idle status of this_cpu.
2885  * @sd_idle: The idleness of sd
2886  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
2887  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
2888  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
2889  *
2890  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
2891  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
2892  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
2893  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
2894  */
2895 static struct sched_group *
2896 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2897                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
2898                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
2899 {
2900         struct sd_lb_stats sds;
2901
2902         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
2903
2904         /*
2905          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
2906          * this level.
2907          */
2908         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
2909                                         balance, &sds);
2910
2911         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
2912         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
2913          *    at this level.
2914          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
2915          * 3) This group is the busiest group.
2916          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
2917          *    sched_domain.
2918          * 5) The imbalance is within the specified limit.
2919          *
2920          * Note: when doing newidle balance, if the local group has excess
2921          * capacity (i.e. nr_running < group_capacity) and the busiest group
2922          * does not have any capacity, we force a load balance to pull tasks
2923          * to the local group. In this case, we skip past checks 3, 4 and 5.
2924          */
2925         if (!(*balance))
2926                 goto ret;
2927
2928         if ((idle == CPU_IDLE || idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
2929             check_asym_packing(sd, &sds, this_cpu, imbalance))
2930                 return sds.busiest;
2931
2932         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
2933                 goto out_balanced;
2934
2935         /*  SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
2936         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && sds.this_has_capacity &&
2937                         !sds.busiest_has_capacity)
2938                 goto force_balance;
2939
2940         if (sds.this_load >= sds.max_load)
2941                 goto out_balanced;
2942
2943         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
2944
2945         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
2946                 goto out_balanced;
2947
2948         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
2949                 goto out_balanced;
2950
2951 force_balance:
2952         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
2953         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
2954         return sds.busiest;
2955
2956 out_balanced:
2957         /*
2958          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
2959          * to save power.
2960          */
2961         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
2962                 return sds.busiest;
2963 ret:
2964         *imbalance = 0;
2965         return NULL;
2966 }
2967
2968 /*
2969  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
2970  */
2971 static struct rq *
2972 find_busiest_queue(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group,
2973                    enum cpu_idle_type idle, unsigned long imbalance,
2974                    const struct cpumask *cpus)
2975 {
2976         struct rq *busiest = NULL, *rq;
2977         unsigned long max_load = 0;
2978         int i;
2979
2980         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2981                 unsigned long power = power_of(i);
2982                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
2983                 unsigned long wl;
2984
2985                 if (!capacity)
2986                         capacity = fix_small_capacity(sd, group);
2987
2988                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
2989                         continue;
2990
2991                 rq = cpu_rq(i);
2992                 wl = weighted_cpuload(i);
2993
2994                 /*
2995                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
2996                  * which is not scaled with the cpu power.
2997                  */
2998                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
2999                         continue;
3000
3001                 /*
3002                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
3003                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
3004                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
3005                  * running at a lower capacity.
3006                  */
3007                 wl = (wl * SCHED_LOAD_SCALE) / power;
3008
3009                 if (wl > max_load) {
3010                         max_load = wl;
3011                         busiest = rq;
3012                 }
3013         }
3014
3015         return busiest;
3016 }
3017
3018 /*
3019  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
3020  * so long as it is large enough.
3021  */
3022 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
3023
3024 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
3025 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
3026
3027 static int need_active_balance(struct sched_domain *sd, int sd_idle, int idle,
3028                                int busiest_cpu, int this_cpu)
3029 {
3030         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
3031
3032                 /*
3033                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
3034                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
3035                  * lowest numbered CPUs.
3036                  */
3037                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && busiest_cpu > this_cpu)
3038                         return 1;
3039
3040                 /*
3041                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
3042                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
3043                  * package.
3044                  *
3045                  * The package power saving logic comes from
3046                  * find_busiest_group(). If there are no imbalance, then
3047                  * f_b_g() will return NULL. However when sched_mc={1,2} then
3048                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
3049                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
3050                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
3051                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
3052                  * action will be taken in load_balance_newidle().
3053                  *
3054                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
3055                  * will be more than one task in the source run queue and
3056                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
3057                  * active balance code will not be triggered.
3058                  */
3059                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3060                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3061                         return 0;
3062
3063                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
3064                         return 0;
3065         }
3066
3067         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
3068 }
3069
3070 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
3071
3072 /*
3073  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3074  * tasks if there is an imbalance.
3075  */
3076 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
3077                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3078                         int *balance)
3079 {
3080         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
3081         struct sched_group *group;
3082         unsigned long imbalance;
3083         struct rq *busiest;
3084         unsigned long flags;
3085         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
3086
3087         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
3088
3089         /*
3090          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3091          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3092          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
3093          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3094          */
3095         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3096             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3097                 sd_idle = 1;
3098
3099         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
3100
3101 redo:
3102         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
3103                                    cpus, balance);
3104
3105         if (*balance == 0)
3106                 goto out_balanced;
3107
3108         if (!group) {
3109                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
3110                 goto out_balanced;
3111         }
3112
3113         busiest = find_busiest_queue(sd, group, idle, imbalance, cpus);
3114         if (!busiest) {
3115                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
3116                 goto out_balanced;
3117         }
3118
3119         BUG_ON(busiest == this_rq);
3120
3121         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
3122
3123         ld_moved = 0;
3124         if (busiest->nr_running > 1) {
3125                 /*
3126                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
3127                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
3128                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
3129                  * correctly treated as an imbalance.
3130                  */
3131                 local_irq_save(flags);
3132                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
3133                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3134                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
3135                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
3136                 local_irq_restore(flags);
3137
3138                 /*
3139                  * some other cpu did the load balance for us.
3140                  */
3141                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
3142                         resched_cpu(this_cpu);
3143
3144                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
3145                 if (unlikely(all_pinned)) {
3146                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
3147                         if (!cpumask_empty(cpus))
3148                                 goto redo;
3149                         goto out_balanced;
3150                 }
3151         }
3152
3153         if (!ld_moved) {
3154                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
3155                 /*
3156                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
3157                  * We do not want newidle balance, which can be very
3158                  * frequent, pollute the failure counter causing
3159                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
3160                  */
3161                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
3162                         sd->nr_balance_failed++;
3163
3164                 if (need_active_balance(sd, sd_idle, idle, cpu_of(busiest),
3165                                         this_cpu)) {
3166                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
3167
3168                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
3169                          * if the curr task on busiest cpu can't be
3170                          * moved to this_cpu
3171                          */
3172                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
3173                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
3174                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
3175                                                             flags);
3176                                 all_pinned = 1;
3177                                 goto out_one_pinned;
3178                         }
3179
3180                         /*
3181                          * ->active_balance synchronizes accesses to
3182                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
3183                          * only after active load balance is finished.
3184                          */
3185                         if (!busiest->active_balance) {
3186                                 busiest->active_balance = 1;
3187                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
3188                                 active_balance = 1;
3189                         }
3190                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3191
3192                         if (active_balance)
3193                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
3194                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
3195                                         &busiest->active_balance_work);
3196
3197                         /*
3198                          * We've kicked active balancing, reset the failure
3199                          * counter.
3200                          */
3201                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
3202                 }
3203         } else
3204                 sd->nr_balance_failed = 0;
3205
3206         if (likely(!active_balance)) {
3207                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
3208                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
3209         } else {
3210                 /*
3211                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
3212                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
3213                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3214                  * move_tasks).
3215                  */
3216                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3217                         sd->balance_interval *= 2;
3218         }
3219
3220         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3221             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3222                 ld_moved = -1;
3223
3224         goto out;
3225
3226 out_balanced:
3227         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3228
3229         sd->nr_balance_failed = 0;
3230
3231 out_one_pinned:
3232         /* tune up the balancing interval */
3233         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3234                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3235                 sd->balance_interval *= 2;
3236
3237         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3238             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3239                 ld_moved = -1;
3240         else
3241                 ld_moved = 0;
3242 out:
3243         return ld_moved;
3244 }
3245
3246 /*
3247  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
3248  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
3249  */
3250 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
3251 {
3252         struct sched_domain *sd;
3253         int pulled_task = 0;
3254         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
3255
3256         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
3257
3258         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
3259                 return;
3260
3261         /*
3262          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
3263          */
3264         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
3265
3266         for_each_domain(this_cpu, sd) {
3267                 unsigned long interval;
3268                 int balance = 1;
3269
3270                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3271                         continue;
3272
3273                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
3274                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
3275                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
3276                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
3277                 }
3278
3279                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
3280                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
3281                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3282                 if (pulled_task)
3283                         break;
3284         }
3285
3286         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
3287
3288         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
3289                 /*
3290                  * We are going idle. next_balance may be set based on
3291                  * a busy processor. So reset next_balance.
3292                  */
3293                 this_rq->next_balance = next_balance;
3294         }
3295 }
3296
3297 /*
3298  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
3299  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
3300  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
3301  * avoids physical / logical imbalances.
3302  */
3303 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
3304 {
3305         struct rq *busiest_rq = data;
3306         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
3307         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
3308         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
3309         struct sched_domain *sd;
3310
3311         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
3312
3313         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
3314         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
3315                      !busiest_rq->active_balance))
3316                 goto out_unlock;
3317
3318         /* Is there any task to move? */
3319         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
3320                 goto out_unlock;
3321
3322         /*
3323          * This condition is "impossible", if it occurs
3324          * we need to fix it. Originally reported by
3325          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
3326          */
3327         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
3328
3329         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
3330         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
3331
3332         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
3333         for_each_domain(target_cpu, sd) {
3334                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
3335                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
3336                                 break;
3337         }
3338
3339         if (likely(sd)) {
3340                 schedstat_inc(sd, alb_count);
3341
3342                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
3343                                   sd, CPU_IDLE))
3344                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
3345                 else
3346                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
3347         }
3348         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
3349 out_unlock:
3350         busiest_rq->active_balance = 0;
3351         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
3352         return 0;
3353 }
3354
3355 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3356
3357 static DEFINE_PER_CPU(struct call_single_data, remote_sched_softirq_cb);
3358
3359 static void trigger_sched_softirq(void *data)
3360 {
3361         raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
3362 }
3363
3364 static inline void init_sched_softirq_csd(struct call_single_data *csd)
3365 {
3366         csd->func = trigger_sched_softirq;
3367         csd->info = NULL;
3368         csd->flags = 0;
3369         csd->priv = 0;
3370 }
3371
3372 /*
3373  * idle load balancing details
3374  * - One of the idle CPUs nominates itself as idle load_balancer, while
3375  *   entering idle.
3376  * - This idle load balancer CPU will also go into tickless mode when
3377  *   it is idle, just like all other idle CPUs
3378  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
3379  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
3380  *   load balancing for all the idle CPUs.
3381  */
3382 static struct {
3383         atomic_t load_balancer;
3384         atomic_t first_pick_cpu;
3385         atomic_t second_pick_cpu;
3386         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
3387         cpumask_var_t grp_idle_mask;
3388         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
3389 } nohz ____cacheline_aligned;
3390
3391 int get_nohz_load_balancer(void)
3392 {
3393         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
3394 }
3395
3396 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3397 /**
3398  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
3399  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
3400  *              be returned.
3401  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
3402  *              for the given cpu.
3403  *
3404  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
3405  */
3406 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
3407 {
3408         struct sched_domain *sd;
3409
3410         for_each_domain(cpu, sd)
3411                 if (sd && (sd->flags & flag))
3412                         break;
3413
3414         return sd;
3415 }
3416
3417 /**
3418  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
3419  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
3420  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
3421  *              for cpu.
3422  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
3423  *
3424  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
3425  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
3426  */
3427 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
3428         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
3429                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
3430
3431 /**
3432  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
3433  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
3434  *
3435  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
3436  *
3437  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
3438  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
3439  * sched_group is semi-idle or not.
3440  */
3441 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
3442 {
3443         cpumask_and(nohz.grp_idle_mask, nohz.idle_cpus_mask,
3444                                         sched_group_cpus(ilb_group));
3445
3446         /*
3447          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
3448          * and atleast one idle cpu.
3449          */
3450         if (cpumask_empty(nohz.grp_idle_mask))
3451                 return 0;
3452
3453         if (cpumask_equal(nohz.grp_idle_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
3454                 return 0;
3455
3456         return 1;
3457 }
3458 /**
3459  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
3460  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
3461  *
3462  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
3463  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
3464  *
3465  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
3466  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
3467  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
3468  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
3469  */
3470 static int find_new_ilb(int cpu)
3471 {
3472         struct sched_domain *sd;
3473         struct sched_group *ilb_group;
3474
3475         /*
3476          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
3477          * when power-aware load balancing is enabled
3478          */
3479         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
3480                 goto out_done;
3481
3482         /*
3483          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
3484          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
3485          */
3486         if (cpumask_weight(nohz.idle_cpus_mask) < 2)
3487                 goto out_done;
3488
3489         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
3490                 ilb_group = sd->groups;
3491
3492                 do {
3493                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
3494                                 return cpumask_first(nohz.grp_idle_mask);
3495
3496                         ilb_group = ilb_group->next;
3497
3498                 } while (ilb_group != sd->groups);
3499         }
3500
3501 out_done:
3502         return nr_cpu_ids;
3503 }
3504 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
3505 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
3506 {
3507         return nr_cpu_ids;
3508 }
3509 #endif
3510
3511 /*
3512  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
3513  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
3514  * CPU (if there is one).
3515  */
3516 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
3517 {
3518         int ilb_cpu;
3519
3520         nohz.next_balance++;
3521
3522         ilb_cpu = get_nohz_load_balancer();
3523
3524         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids) {
3525                 ilb_cpu = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
3526                 if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
3527                         return;
3528         }
3529
3530         if (!cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick) {
3531                 struct call_single_data *cp;
3532
3533                 cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick = 1;
3534                 cp = &per_cpu(remote_sched_softirq_cb, cpu);
3535                 __smp_call_function_single(ilb_cpu, cp, 0);
3536         }
3537         return;
3538 }
3539
3540 /*
3541  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
3542  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
3543  * load balancing on behalf of all those cpus.
3544  *
3545  * When the ilb owner becomes busy, we will not have new ilb owner until some
3546  * idle CPU wakes up and goes back to idle or some busy CPU tries to kick
3547  * idle load balancing by kicking one of the idle CPUs.
3548  *
3549  * Ticks are stopped for the ilb owner as well, with busy CPU kicking this
3550  * ilb owner CPU in future (when there is a need for idle load balancing on
3551  * behalf of all idle CPUs).
3552  */
3553 void select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
3554 {
3555         int cpu = smp_processor_id();
3556
3557         if (stop_tick) {
3558                 if (!cpu_active(cpu)) {
3559                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
3560                                 return;
3561
3562                         /*
3563                          * If we are going offline and still the leader,
3564                          * give up!
3565                          */
3566                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
3567                                            nr_cpu_ids) != cpu)
3568                                 BUG();
3569
3570                         return;
3571                 }
3572
3573                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
3574
3575                 if (atomic_read(&nohz.first_pick_cpu) == cpu)
3576                         atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3577                 if (atomic_read(&nohz.second_pick_cpu) == cpu)
3578                         atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3579
3580                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) >= nr_cpu_ids) {
3581                         int new_ilb;
3582
3583                         /* make me the ilb owner */
3584                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids,
3585                                            cpu) != nr_cpu_ids)
3586                                 return;
3587
3588                         /*
3589                          * Check to see if there is a more power-efficient
3590                          * ilb.
3591                          */
3592                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
3593                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
3594                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids);
3595                                 resched_cpu(new_ilb);
3596                                 return;
3597                         }
3598                         return;
3599                 }
3600         } else {
3601                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
3602                         return;
3603
3604                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
3605
3606                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3607                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
3608                                            nr_cpu_ids) != cpu)
3609                                 BUG();
3610         }
3611         return;
3612 }
3613 #endif
3614
3615 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
3616
3617 /*
3618  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
3619  * and initiates a balancing operation if so.
3620  *
3621  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
3622  */
3623 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
3624 {
3625         int balance = 1;
3626         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3627         unsigned long interval;
3628         struct sched_domain *sd;
3629         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
3630         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
3631         int update_next_balance = 0;
3632         int need_serialize;
3633
3634         update_shares(cpu);
3635
3636         for_each_domain(cpu, sd) {
3637                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3638                         continue;
3639
3640                 interval = sd->balance_interval;
3641                 if (idle != CPU_IDLE)
3642                         interval *= sd->busy_factor;
3643
3644                 /* scale ms to jiffies */
3645                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
3646                 if (unlikely(!interval))
3647                         interval = 1;
3648                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
3649                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
3650
3651                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
3652
3653                 if (need_serialize) {
3654                         if (!spin_trylock(&balancing))
3655                                 goto out;
3656                 }
3657
3658                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
3659                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
3660                                 /*
3661                                  * We've pulled tasks over so either we're no
3662                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
3663                                  * not idle.
3664                                  */
3665                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
3666                         }
3667                         sd->last_balance = jiffies;
3668                 }
3669                 if (need_serialize)
3670                         spin_unlock(&balancing);
3671 out:
3672                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
3673                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3674                         update_next_balance = 1;
3675                 }
3676
3677                 /*
3678                  * Stop the load balance at this level. There is another
3679                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
3680                  * actively.
3681                  */
3682                 if (!balance)
3683                         break;
3684         }
3685
3686         /*
3687          * next_balance will be updated only when there is a need.
3688          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
3689          * updated.
3690          */
3691         if (likely(update_next_balance))
3692                 rq->next_balance = next_balance;
3693 }
3694
3695 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3696 /*
3697  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
3698  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
3699  */
3700 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
3701 {
3702         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3703         struct rq *rq;
3704         int balance_cpu;
3705
3706         if (idle != CPU_IDLE || !this_rq->nohz_balance_kick)
3707                 return;
3708
3709         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
3710                 if (balance_cpu == this_cpu)
3711                         continue;
3712
3713                 /*
3714                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
3715                  * work being done for other cpus. Next load
3716                  * balancing owner will pick it up.
3717                  */
3718                 if (need_resched()) {
3719                         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
3720                         break;
3721                 }
3722
3723                 raw_spin_lock_irq(&this_rq->lock);
3724                 update_rq_clock(this_rq);
3725                 update_cpu_load(this_rq);
3726                 raw_spin_unlock_irq(&this_rq->lock);
3727
3728                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
3729
3730                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
3731                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
3732                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
3733         }
3734         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
3735         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
3736 }
3737
3738 /*
3739  * Current heuristic for kicking the idle load balancer
3740  * - first_pick_cpu is the one of the busy CPUs. It will kick
3741  *   idle load balancer when it has more than one process active. This
3742  *   eliminates the need for idle load balancing altogether when we have
3743  *   only one running process in the system (common case).
3744  * - If there are more than one busy CPU, idle load balancer may have
3745  *   to run for active_load_balance to happen (i.e., two busy CPUs are
3746  *   SMT or core siblings and can run better if they move to different
3747  *   physical CPUs). So, second_pick_cpu is the second of the busy CPUs
3748  *   which will kick idle load balancer as soon as it has any load.
3749  */
3750 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
3751 {
3752         unsigned long now = jiffies;
3753         int ret;
3754         int first_pick_cpu, second_pick_cpu;
3755
3756         if (time_before(now, nohz.next_balance))
3757                 return 0;
3758
3759         if (rq->idle_at_tick)
3760                 return 0;
3761
3762         first_pick_cpu = atomic_read(&nohz.first_pick_cpu);
3763         second_pick_cpu = atomic_read(&nohz.second_pick_cpu);
3764
3765         if (first_pick_cpu < nr_cpu_ids && first_pick_cpu != cpu &&
3766             second_pick_cpu < nr_cpu_ids && second_pick_cpu != cpu)
3767                 return 0;
3768
3769         ret = atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
3770         if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
3771                 atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3772                 if (rq->nr_running > 1)
3773                         return 1;
3774         } else {
3775                 ret = atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
3776                 if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
3777                         if (rq->nr_running)
3778                                 return 1;
3779                 }
3780         }
3781         return 0;
3782 }
3783 #else
3784 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
3785 #endif
3786
3787 /*
3788  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
3789  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
3790  */
3791 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
3792 {
3793         int this_cpu = smp_processor_id();
3794         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3795         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
3796                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
3797
3798         rebalance_domains(this_cpu, idle);
3799
3800         /*
3801          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
3802          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
3803          * stopped.
3804          */
3805         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
3806 }
3807
3808 static inline int on_null_domain(int cpu)
3809 {
3810         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
3811 }
3812
3813 /*
3814  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
3815  */
3816 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
3817 {
3818         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
3819         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
3820             likely(!on_null_domain(cpu)))
3821                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
3822 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3823         else if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
3824                 nohz_balancer_kick(cpu);
3825 #endif
3826 }
3827
3828 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
3829 {
3830         update_sysctl();
3831 }
3832
3833 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
3834 {
3835         update_sysctl();
3836 }
3837
3838 #else   /* CONFIG_SMP */
3839
3840 /*
3841  * on UP we do not need to balance between CPUs:
3842  */
3843 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
3844 {
3845 }
3846
3847 #endif /* CONFIG_SMP */
3848
3849 /*
3850  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
3851  */
3852 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
3853 {
3854         struct cfs_rq *cfs_rq;
3855         struct sched_entity *se = &curr->se;
3856
3857         for_each_sched_entity(se) {
3858                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3859                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
3860         }
3861 }
3862
3863 /*
3864  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
3865  *  - child not yet on the tasklist
3866  *  - preemption disabled
3867  */
3868 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
3869 {
3870         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(current);
3871         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
3872         int this_cpu = smp_processor_id();
3873         struct rq *rq = this_rq();
3874         unsigned long flags;
3875
3876         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3877
3878         update_rq_clock(rq);
3879
3880         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu)) {
3881                 rcu_read_lock();
3882                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
3883                 rcu_read_unlock();
3884         }
3885
3886         update_curr(cfs_rq);
3887
3888         if (curr)
3889                 se->vruntime = curr->vruntime;
3890         place_entity(cfs_rq, se, 1);
3891
3892         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
3893                 /*
3894                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
3895                  * 'current' within the tree based on its new key value.
3896                  */
3897                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
3898                 resched_task(rq->curr);
3899         }
3900
3901         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3902
3903         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3904 }
3905
3906 /*
3907  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
3908  * the current task.
3909  */
3910 static void prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3911                               int oldprio, int running)
3912 {
3913         /*
3914          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
3915          * our priority decreased, or if we are not currently running on
3916          * this runqueue and our priority is higher than the current's
3917          */
3918         if (running) {
3919                 if (p->prio > oldprio)
3920                         resched_task(rq->curr);
3921         } else
3922                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3923 }
3924
3925 /*
3926  * We switched to the sched_fair class.
3927  */
3928 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3929                              int running)
3930 {
3931         /*
3932          * We were most likely switched from sched_rt, so
3933          * kick off the schedule if running, otherwise just see
3934          * if we can still preempt the current task.
3935          */
3936         if (running)
3937                 resched_task(rq->curr);
3938         else
3939                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3940 }
3941
3942 /* Account for a task changing its policy or group.
3943  *
3944  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
3945  * migrates between groups/classes.
3946  */
3947 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
3948 {
3949         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
3950
3951         for_each_sched_entity(se)
3952                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
3953 }
3954
3955 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3956 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
3957 {
3958         /*
3959          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
3960          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
3961          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
3962          * bonus in place_entity()).
3963          *
3964          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
3965          * ->vruntime to a relative base.
3966          *
3967          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
3968          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
3969          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
3970          */
3971         if (!on_rq)
3972                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
3973         set_task_rq(p, task_cpu(p));
3974         if (!on_rq)
3975                 p->se.vruntime += cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
3976 }
3977 #endif
3978
3979 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
3980 {
3981         struct sched_entity *se = &task->se;
3982         unsigned int rr_interval = 0;
3983
3984         /*
3985          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
3986          * idle runqueue:
3987          */
3988         if (rq->cfs.load.weight)
3989                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
3990
3991         return rr_interval;
3992 }
3993
3994 /*
3995  * All the scheduling class methods:
3996  */
3997 static const struct sched_class fair_sched_class = {
3998         .next                   = &idle_sched_class,
3999         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
4000         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
4001         .yield_task             = yield_task_fair,
4002
4003         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
4004
4005         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
4006         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
4007
4008 #ifdef CONFIG_SMP
4009         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
4010
4011         .rq_online              = rq_online_fair,
4012         .rq_offline             = rq_offline_fair,
4013
4014         .task_waking            = task_waking_fair,
4015 #endif
4016
4017         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
4018         .task_tick              = task_tick_fair,
4019         .task_fork              = task_fork_fair,
4020
4021         .prio_changed           = prio_changed_fair,
4022         .switched_to            = switched_to_fair,
4023
4024         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
4025
4026 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4027         .task_move_group        = task_move_group_fair,
4028 #endif
4029 };
4030
4031 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4032 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
4033 {
4034         struct cfs_rq *cfs_rq;
4035
4036         rcu_read_lock();
4037         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
4038                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
4039         rcu_read_unlock();
4040 }
4041 #endif