sched: Implement group scheduler statistics in one struct
[linux-2.6.git] / kernel / sched_fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25
26 /*
27  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
28  * (default: 5ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
29  *
30  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
31  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
32  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
33  * based scheduling concepts.
34  *
35  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
36  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
37  */
38 unsigned int sysctl_sched_latency = 5000000ULL;
39 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 5000000ULL;
40
41 /*
42  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
43  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
44  *
45  * Options are:
46  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
47  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
48  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
49  */
50 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
51         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
52
53 /*
54  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
55  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
56  */
57 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 1000000ULL;
58 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 1000000ULL;
59
60 /*
61  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
62  */
63 static unsigned int sched_nr_latency = 5;
64
65 /*
66  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
67  * parent will (try to) run first.
68  */
69 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
70
71 /*
72  * sys_sched_yield() compat mode
73  *
74  * This option switches the agressive yield implementation of the
75  * old scheduler back on.
76  */
77 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
78
79 /*
80  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
81  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
82  *
83  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
84  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
85  * have immediate wakeup/sleep latencies.
86  */
87 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
88 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
89
90 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
91
92 static const struct sched_class fair_sched_class;
93
94 /**************************************************************
95  * CFS operations on generic schedulable entities:
96  */
97
98 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
99
100 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
101 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
102 {
103         return cfs_rq->rq;
104 }
105
106 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
107 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
108
109 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
110 {
111 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
112         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
113 #endif
114         return container_of(se, struct task_struct, se);
115 }
116
117 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
118 #define for_each_sched_entity(se) \
119                 for (; se; se = se->parent)
120
121 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
122 {
123         return p->se.cfs_rq;
124 }
125
126 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
127 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
128 {
129         return se->cfs_rq;
130 }
131
132 /* runqueue "owned" by this group */
133 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
134 {
135         return grp->my_q;
136 }
137
138 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
139  * another cpu ('this_cpu')
140  */
141 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
142 {
143         return cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
144 }
145
146 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
147 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
148         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
149
150 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
151 static inline int
152 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
153 {
154         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
155                 return 1;
156
157         return 0;
158 }
159
160 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
161 {
162         return se->parent;
163 }
164
165 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
166 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
167 {
168         int depth = 0;
169
170         for_each_sched_entity(se)
171                 depth++;
172
173         return depth;
174 }
175
176 static void
177 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
178 {
179         int se_depth, pse_depth;
180
181         /*
182          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
183          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
184          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
185          * parent.
186          */
187
188         /* First walk up until both entities are at same depth */
189         se_depth = depth_se(*se);
190         pse_depth = depth_se(*pse);
191
192         while (se_depth > pse_depth) {
193                 se_depth--;
194                 *se = parent_entity(*se);
195         }
196
197         while (pse_depth > se_depth) {
198                 pse_depth--;
199                 *pse = parent_entity(*pse);
200         }
201
202         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
203                 *se = parent_entity(*se);
204                 *pse = parent_entity(*pse);
205         }
206 }
207
208 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
209
210 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
211 {
212         return container_of(se, struct task_struct, se);
213 }
214
215 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
216 {
217         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
218 }
219
220 #define entity_is_task(se)      1
221
222 #define for_each_sched_entity(se) \
223                 for (; se; se = NULL)
224
225 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
226 {
227         return &task_rq(p)->cfs;
228 }
229
230 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
231 {
232         struct task_struct *p = task_of(se);
233         struct rq *rq = task_rq(p);
234
235         return &rq->cfs;
236 }
237
238 /* runqueue "owned" by this group */
239 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
240 {
241         return NULL;
242 }
243
244 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
245 {
246         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
247 }
248
249 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
250                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
251
252 static inline int
253 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
254 {
255         return 1;
256 }
257
258 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
259 {
260         return NULL;
261 }
262
263 static inline void
264 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
265 {
266 }
267
268 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
269
270
271 /**************************************************************
272  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
273  */
274
275 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
276 {
277         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
278         if (delta > 0)
279                 min_vruntime = vruntime;
280
281         return min_vruntime;
282 }
283
284 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
285 {
286         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
287         if (delta < 0)
288                 min_vruntime = vruntime;
289
290         return min_vruntime;
291 }
292
293 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
294                                 struct sched_entity *b)
295 {
296         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
297 }
298
299 static inline s64 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
300 {
301         return se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
302 }
303
304 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
305 {
306         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
307
308         if (cfs_rq->curr)
309                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
310
311         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
312                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
313                                                    struct sched_entity,
314                                                    run_node);
315
316                 if (!cfs_rq->curr)
317                         vruntime = se->vruntime;
318                 else
319                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
320         }
321
322         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
323 }
324
325 /*
326  * Enqueue an entity into the rb-tree:
327  */
328 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
329 {
330         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
331         struct rb_node *parent = NULL;
332         struct sched_entity *entry;
333         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
334         int leftmost = 1;
335
336         /*
337          * Find the right place in the rbtree:
338          */
339         while (*link) {
340                 parent = *link;
341                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
342                 /*
343                  * We dont care about collisions. Nodes with
344                  * the same key stay together.
345                  */
346                 if (key < entity_key(cfs_rq, entry)) {
347                         link = &parent->rb_left;
348                 } else {
349                         link = &parent->rb_right;
350                         leftmost = 0;
351                 }
352         }
353
354         /*
355          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
356          * used):
357          */
358         if (leftmost)
359                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
360
361         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
362         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
363 }
364
365 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
366 {
367         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
368                 struct rb_node *next_node;
369
370                 next_node = rb_next(&se->run_node);
371                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
372         }
373
374         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
375 }
376
377 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
378 {
379         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
380
381         if (!left)
382                 return NULL;
383
384         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
385 }
386
387 static struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
388 {
389         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
390
391         if (!last)
392                 return NULL;
393
394         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
395 }
396
397 /**************************************************************
398  * Scheduling class statistics methods:
399  */
400
401 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
402 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
403                 void __user *buffer, size_t *lenp,
404                 loff_t *ppos)
405 {
406         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
407         int factor = get_update_sysctl_factor();
408
409         if (ret || !write)
410                 return ret;
411
412         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
413                                         sysctl_sched_min_granularity);
414
415 #define WRT_SYSCTL(name) \
416         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
417         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
418         WRT_SYSCTL(sched_latency);
419         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
420         WRT_SYSCTL(sched_shares_ratelimit);
421 #undef WRT_SYSCTL
422
423         return 0;
424 }
425 #endif
426
427 /*
428  * delta /= w
429  */
430 static inline unsigned long
431 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
432 {
433         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
434                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
435
436         return delta;
437 }
438
439 /*
440  * The idea is to set a period in which each task runs once.
441  *
442  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
443  * this period because otherwise the slices get too small.
444  *
445  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
446  */
447 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
448 {
449         u64 period = sysctl_sched_latency;
450         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
451
452         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
453                 period = sysctl_sched_min_granularity;
454                 period *= nr_running;
455         }
456
457         return period;
458 }
459
460 /*
461  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
462  * proportional to the weight.
463  *
464  * s = p*P[w/rw]
465  */
466 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
467 {
468         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
469
470         for_each_sched_entity(se) {
471                 struct load_weight *load;
472                 struct load_weight lw;
473
474                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
475                 load = &cfs_rq->load;
476
477                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
478                         lw = cfs_rq->load;
479
480                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
481                         load = &lw;
482                 }
483                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
484         }
485         return slice;
486 }
487
488 /*
489  * We calculate the vruntime slice of a to be inserted task
490  *
491  * vs = s/w
492  */
493 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
494 {
495         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
496 }
497
498 /*
499  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
500  * are not in our scheduling class.
501  */
502 static inline void
503 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
504               unsigned long delta_exec)
505 {
506         unsigned long delta_exec_weighted;
507
508         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
509                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
510
511         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
512         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
513         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
514
515         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
516         update_min_vruntime(cfs_rq);
517 }
518
519 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
520 {
521         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
522         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock;
523         unsigned long delta_exec;
524
525         if (unlikely(!curr))
526                 return;
527
528         /*
529          * Get the amount of time the current task was running
530          * since the last time we changed load (this cannot
531          * overflow on 32 bits):
532          */
533         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
534         if (!delta_exec)
535                 return;
536
537         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
538         curr->exec_start = now;
539
540         if (entity_is_task(curr)) {
541                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
542
543                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
544                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
545                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
546         }
547 }
548
549 static inline void
550 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
551 {
552         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
553 }
554
555 /*
556  * Task is being enqueued - update stats:
557  */
558 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
559 {
560         /*
561          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
562          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
563          */
564         if (se != cfs_rq->curr)
565                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
566 }
567
568 static void
569 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
570 {
571         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
572                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
573         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
574         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
575                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
576 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
577         if (entity_is_task(se)) {
578                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
579                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
580         }
581 #endif
582         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
583 }
584
585 static inline void
586 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
587 {
588         /*
589          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
590          * waiting task:
591          */
592         if (se != cfs_rq->curr)
593                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
594 }
595
596 /*
597  * We are picking a new current task - update its stats:
598  */
599 static inline void
600 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
601 {
602         /*
603          * We are starting a new run period:
604          */
605         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
606 }
607
608 /**************************************************
609  * Scheduling class queueing methods:
610  */
611
612 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
613 static void
614 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
615 {
616         cfs_rq->task_weight += weight;
617 }
618 #else
619 static inline void
620 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
621 {
622 }
623 #endif
624
625 static void
626 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
627 {
628         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
629         if (!parent_entity(se))
630                 inc_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
631         if (entity_is_task(se)) {
632                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, se->load.weight);
633                 list_add(&se->group_node, &cfs_rq->tasks);
634         }
635         cfs_rq->nr_running++;
636         se->on_rq = 1;
637 }
638
639 static void
640 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
641 {
642         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
643         if (!parent_entity(se))
644                 dec_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
645         if (entity_is_task(se)) {
646                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, -se->load.weight);
647                 list_del_init(&se->group_node);
648         }
649         cfs_rq->nr_running--;
650         se->on_rq = 0;
651 }
652
653 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
654 {
655 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
656         struct task_struct *tsk = NULL;
657
658         if (entity_is_task(se))
659                 tsk = task_of(se);
660
661         if (se->statistics.sleep_start) {
662                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
663
664                 if ((s64)delta < 0)
665                         delta = 0;
666
667                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
668                         se->statistics.sleep_max = delta;
669
670                 se->statistics.sleep_start = 0;
671                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
672
673                 if (tsk) {
674                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
675                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
676                 }
677         }
678         if (se->statistics.block_start) {
679                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
680
681                 if ((s64)delta < 0)
682                         delta = 0;
683
684                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
685                         se->statistics.block_max = delta;
686
687                 se->statistics.block_start = 0;
688                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
689
690                 if (tsk) {
691                         if (tsk->in_iowait) {
692                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
693                                 se->statistics.iowait_count++;
694                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
695                         }
696
697                         /*
698                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
699                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
700                          * amount of time that the task spent sleeping:
701                          */
702                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
703                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
704                                                 (void *)get_wchan(tsk),
705                                                 delta >> 20);
706                         }
707                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
708                 }
709         }
710 #endif
711 }
712
713 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
714 {
715 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
716         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
717
718         if (d < 0)
719                 d = -d;
720
721         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
722                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
723 #endif
724 }
725
726 static void
727 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
728 {
729         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
730
731         /*
732          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
733          * however the extra weight of the new task will slow them down a
734          * little, place the new task so that it fits in the slot that
735          * stays open at the end.
736          */
737         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
738                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
739
740         /* sleeps up to a single latency don't count. */
741         if (!initial && sched_feat(FAIR_SLEEPERS)) {
742                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
743
744                 /*
745                  * Convert the sleeper threshold into virtual time.
746                  * SCHED_IDLE is a special sub-class.  We care about
747                  * fairness only relative to other SCHED_IDLE tasks,
748                  * all of which have the same weight.
749                  */
750                 if (sched_feat(NORMALIZED_SLEEPER) && (!entity_is_task(se) ||
751                                  task_of(se)->policy != SCHED_IDLE))
752                         thresh = calc_delta_fair(thresh, se);
753
754                 /*
755                  * Halve their sleep time's effect, to allow
756                  * for a gentler effect of sleepers:
757                  */
758                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
759                         thresh >>= 1;
760
761                 vruntime -= thresh;
762         }
763
764         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
765         vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
766
767         se->vruntime = vruntime;
768 }
769
770 #define ENQUEUE_WAKEUP  1
771 #define ENQUEUE_MIGRATE 2
772
773 static void
774 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
775 {
776         /*
777          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
778          * through callig update_curr().
779          */
780         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATE))
781                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
782
783         /*
784          * Update run-time statistics of the 'current'.
785          */
786         update_curr(cfs_rq);
787         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
788
789         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
790                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
791                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
792         }
793
794         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
795         check_spread(cfs_rq, se);
796         if (se != cfs_rq->curr)
797                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
798 }
799
800 static void __clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
801 {
802         if (!se || cfs_rq->last == se)
803                 cfs_rq->last = NULL;
804
805         if (!se || cfs_rq->next == se)
806                 cfs_rq->next = NULL;
807 }
808
809 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
810 {
811         for_each_sched_entity(se)
812                 __clear_buddies(cfs_rq_of(se), se);
813 }
814
815 static void
816 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int sleep)
817 {
818         /*
819          * Update run-time statistics of the 'current'.
820          */
821         update_curr(cfs_rq);
822
823         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
824         if (sleep) {
825 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
826                 if (entity_is_task(se)) {
827                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
828
829                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
830                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
831                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
832                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
833                 }
834 #endif
835         }
836
837         clear_buddies(cfs_rq, se);
838
839         if (se != cfs_rq->curr)
840                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
841         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
842         update_min_vruntime(cfs_rq);
843
844         /*
845          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
846          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
847          * movement in our normalized position.
848          */
849         if (!sleep)
850                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
851 }
852
853 /*
854  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
855  */
856 static void
857 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
858 {
859         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
860
861         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
862         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
863         if (delta_exec > ideal_runtime) {
864                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
865                 /*
866                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
867                  * re-elected due to buddy favours.
868                  */
869                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
870                 return;
871         }
872
873         /*
874          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
875          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
876          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
877          */
878         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
879                 return;
880
881         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
882                 return;
883
884         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
885                 struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
886                 s64 delta = curr->vruntime - se->vruntime;
887
888                 if (delta > ideal_runtime)
889                         resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
890         }
891 }
892
893 static void
894 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
895 {
896         /* 'current' is not kept within the tree. */
897         if (se->on_rq) {
898                 /*
899                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
900                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
901                  * runqueue.
902                  */
903                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
904                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
905         }
906
907         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
908         cfs_rq->curr = se;
909 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
910         /*
911          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
912          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
913          * when there are only lesser-weight tasks around):
914          */
915         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
916                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
917                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
918         }
919 #endif
920         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
921 }
922
923 static int
924 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
925
926 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
927 {
928         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
929         struct sched_entity *left = se;
930
931         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
932                 se = cfs_rq->next;
933
934         /*
935          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
936          */
937         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
938                 se = cfs_rq->last;
939
940         clear_buddies(cfs_rq, se);
941
942         return se;
943 }
944
945 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
946 {
947         /*
948          * If still on the runqueue then deactivate_task()
949          * was not called and update_curr() has to be done:
950          */
951         if (prev->on_rq)
952                 update_curr(cfs_rq);
953
954         check_spread(cfs_rq, prev);
955         if (prev->on_rq) {
956                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
957                 /* Put 'current' back into the tree. */
958                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
959         }
960         cfs_rq->curr = NULL;
961 }
962
963 static void
964 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
965 {
966         /*
967          * Update run-time statistics of the 'current'.
968          */
969         update_curr(cfs_rq);
970
971 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
972         /*
973          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
974          * validating it and just reschedule.
975          */
976         if (queued) {
977                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
978                 return;
979         }
980         /*
981          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
982          */
983         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
984                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
985                 return;
986 #endif
987
988         if (cfs_rq->nr_running > 1 || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
989                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
990 }
991
992 /**************************************************
993  * CFS operations on tasks:
994  */
995
996 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
997 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
998 {
999         struct sched_entity *se = &p->se;
1000         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1001
1002         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
1003
1004         if (hrtick_enabled(rq) && cfs_rq->nr_running > 1) {
1005                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
1006                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
1007                 s64 delta = slice - ran;
1008
1009                 if (delta < 0) {
1010                         if (rq->curr == p)
1011                                 resched_task(p);
1012                         return;
1013                 }
1014
1015                 /*
1016                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
1017                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
1018                  */
1019                 if (rq->curr != p)
1020                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
1021
1022                 hrtick_start(rq, delta);
1023         }
1024 }
1025
1026 /*
1027  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
1028  * current task is from our class and nr_running is low enough
1029  * to matter.
1030  */
1031 static void hrtick_update(struct rq *rq)
1032 {
1033         struct task_struct *curr = rq->curr;
1034
1035         if (curr->sched_class != &fair_sched_class)
1036                 return;
1037
1038         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
1039                 hrtick_start_fair(rq, curr);
1040 }
1041 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1042 static inline void
1043 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1044 {
1045 }
1046
1047 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
1048 {
1049 }
1050 #endif
1051
1052 /*
1053  * The enqueue_task method is called before nr_running is
1054  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
1055  * then put the task into the rbtree:
1056  */
1057 static void
1058 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup, bool head)
1059 {
1060         struct cfs_rq *cfs_rq;
1061         struct sched_entity *se = &p->se;
1062         int flags = 0;
1063
1064         if (wakeup)
1065                 flags |= ENQUEUE_WAKEUP;
1066         if (p->state == TASK_WAKING)
1067                 flags |= ENQUEUE_MIGRATE;
1068
1069         for_each_sched_entity(se) {
1070                 if (se->on_rq)
1071                         break;
1072                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1073                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
1074                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1075         }
1076
1077         hrtick_update(rq);
1078 }
1079
1080 /*
1081  * The dequeue_task method is called before nr_running is
1082  * decreased. We remove the task from the rbtree and
1083  * update the fair scheduling stats:
1084  */
1085 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1086 {
1087         struct cfs_rq *cfs_rq;
1088         struct sched_entity *se = &p->se;
1089
1090         for_each_sched_entity(se) {
1091                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1092                 dequeue_entity(cfs_rq, se, sleep);
1093                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
1094                 if (cfs_rq->load.weight)
1095                         break;
1096                 sleep = 1;
1097         }
1098
1099         hrtick_update(rq);
1100 }
1101
1102 /*
1103  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
1104  *
1105  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
1106  */
1107 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
1108 {
1109         struct task_struct *curr = rq->curr;
1110         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1111         struct sched_entity *rightmost, *se = &curr->se;
1112
1113         /*
1114          * Are we the only task in the tree?
1115          */
1116         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
1117                 return;
1118
1119         clear_buddies(cfs_rq, se);
1120
1121         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield) && curr->policy != SCHED_BATCH) {
1122                 update_rq_clock(rq);
1123                 /*
1124                  * Update run-time statistics of the 'current'.
1125                  */
1126                 update_curr(cfs_rq);
1127
1128                 return;
1129         }
1130         /*
1131          * Find the rightmost entry in the rbtree:
1132          */
1133         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
1134         /*
1135          * Already in the rightmost position?
1136          */
1137         if (unlikely(!rightmost || entity_before(rightmost, se)))
1138                 return;
1139
1140         /*
1141          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
1142          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1143          * 'current' within the tree based on its new key value.
1144          */
1145         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
1146 }
1147
1148 #ifdef CONFIG_SMP
1149
1150 static void task_waking_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1151 {
1152         struct sched_entity *se = &p->se;
1153         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1154
1155         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1156 }
1157
1158 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1159 /*
1160  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
1161  *
1162  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
1163  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
1164  * can calculate the shift in shares.
1165  *
1166  * The problem is that perfectly aligning the shares is rather expensive, hence
1167  * we try to avoid doing that too often - see update_shares(), which ratelimits
1168  * this change.
1169  *
1170  * We compensate this by not only taking the current delta into account, but
1171  * also considering the delta between when the shares were last adjusted and
1172  * now.
1173  *
1174  * We still saw a performance dip, some tracing learned us that between
1175  * cgroup:/ and cgroup:/foo balancing the number of affine wakeups increased
1176  * significantly. Therefore try to bias the error in direction of failing
1177  * the affine wakeup.
1178  *
1179  */
1180 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
1181                 long wl, long wg)
1182 {
1183         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
1184
1185         if (!tg->parent)
1186                 return wl;
1187
1188         /*
1189          * By not taking the decrease of shares on the other cpu into
1190          * account our error leans towards reducing the affine wakeups.
1191          */
1192         if (!wl && sched_feat(ASYM_EFF_LOAD))
1193                 return wl;
1194
1195         for_each_sched_entity(se) {
1196                 long S, rw, s, a, b;
1197                 long more_w;
1198
1199                 /*
1200                  * Instead of using this increment, also add the difference
1201                  * between when the shares were last updated and now.
1202                  */
1203                 more_w = se->my_q->load.weight - se->my_q->rq_weight;
1204                 wl += more_w;
1205                 wg += more_w;
1206
1207                 S = se->my_q->tg->shares;
1208                 s = se->my_q->shares;
1209                 rw = se->my_q->rq_weight;
1210
1211                 a = S*(rw + wl);
1212                 b = S*rw + s*wg;
1213
1214                 wl = s*(a-b);
1215
1216                 if (likely(b))
1217                         wl /= b;
1218
1219                 /*
1220                  * Assume the group is already running and will
1221                  * thus already be accounted for in the weight.
1222                  *
1223                  * That is, moving shares between CPUs, does not
1224                  * alter the group weight.
1225                  */
1226                 wg = 0;
1227         }
1228
1229         return wl;
1230 }
1231
1232 #else
1233
1234 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
1235                 unsigned long wl, unsigned long wg)
1236 {
1237         return wl;
1238 }
1239
1240 #endif
1241
1242 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
1243 {
1244         struct task_struct *curr = current;
1245         unsigned long this_load, load;
1246         int idx, this_cpu, prev_cpu;
1247         unsigned long tl_per_task;
1248         unsigned int imbalance;
1249         struct task_group *tg;
1250         unsigned long weight;
1251         int balanced;
1252
1253         idx       = sd->wake_idx;
1254         this_cpu  = smp_processor_id();
1255         prev_cpu  = task_cpu(p);
1256         load      = source_load(prev_cpu, idx);
1257         this_load = target_load(this_cpu, idx);
1258
1259         if (sync) {
1260                if (sched_feat(SYNC_LESS) &&
1261                    (curr->se.avg_overlap > sysctl_sched_migration_cost ||
1262                     p->se.avg_overlap > sysctl_sched_migration_cost))
1263                        sync = 0;
1264         } else {
1265                 if (sched_feat(SYNC_MORE) &&
1266                     (curr->se.avg_overlap < sysctl_sched_migration_cost &&
1267                      p->se.avg_overlap < sysctl_sched_migration_cost))
1268                         sync = 1;
1269         }
1270
1271         /*
1272          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
1273          * effect of the currently running task from the load
1274          * of the current CPU:
1275          */
1276         if (sync) {
1277                 tg = task_group(current);
1278                 weight = current->se.load.weight;
1279
1280                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
1281                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
1282         }
1283
1284         tg = task_group(p);
1285         weight = p->se.load.weight;
1286
1287         imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1288
1289         /*
1290          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
1291          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
1292          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
1293          * about that, so that's good too.
1294          *
1295          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
1296          * task to be woken on this_cpu.
1297          */
1298         balanced = !this_load ||
1299                 100*(this_load + effective_load(tg, this_cpu, weight, weight)) <=
1300                 imbalance*(load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight));
1301
1302         /*
1303          * If the currently running task will sleep within
1304          * a reasonable amount of time then attract this newly
1305          * woken task:
1306          */
1307         if (sync && balanced)
1308                 return 1;
1309
1310         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
1311         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
1312
1313         if (balanced ||
1314             (this_load <= load &&
1315              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
1316                 /*
1317                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
1318                  * p is cache cold in this domain, and
1319                  * there is no bad imbalance.
1320                  */
1321                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
1322                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
1323
1324                 return 1;
1325         }
1326         return 0;
1327 }
1328
1329 /*
1330  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
1331  * domain.
1332  */
1333 static struct sched_group *
1334 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
1335                   int this_cpu, int load_idx)
1336 {
1337         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
1338         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
1339         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
1340
1341         do {
1342                 unsigned long load, avg_load;
1343                 int local_group;
1344                 int i;
1345
1346                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
1347                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
1348                                         &p->cpus_allowed))
1349                         continue;
1350
1351                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
1352                                                sched_group_cpus(group));
1353
1354                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
1355                 avg_load = 0;
1356
1357                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
1358                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
1359                         if (local_group)
1360                                 load = source_load(i, load_idx);
1361                         else
1362                                 load = target_load(i, load_idx);
1363
1364                         avg_load += load;
1365                 }
1366
1367                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
1368                 avg_load = (avg_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
1369
1370                 if (local_group) {
1371                         this_load = avg_load;
1372                         this = group;
1373                 } else if (avg_load < min_load) {
1374                         min_load = avg_load;
1375                         idlest = group;
1376                 }
1377         } while (group = group->next, group != sd->groups);
1378
1379         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
1380                 return NULL;
1381         return idlest;
1382 }
1383
1384 /*
1385  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
1386  */
1387 static int
1388 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
1389 {
1390         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
1391         int idlest = -1;
1392         int i;
1393
1394         /* Traverse only the allowed CPUs */
1395         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
1396                 load = weighted_cpuload(i);
1397
1398                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
1399                         min_load = load;
1400                         idlest = i;
1401                 }
1402         }
1403
1404         return idlest;
1405 }
1406
1407 /*
1408  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
1409  */
1410 static int
1411 select_idle_sibling(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
1412 {
1413         int cpu = smp_processor_id();
1414         int prev_cpu = task_cpu(p);
1415         int i;
1416
1417         /*
1418          * If this domain spans both cpu and prev_cpu (see the SD_WAKE_AFFINE
1419          * test in select_task_rq_fair) and the prev_cpu is idle then that's
1420          * always a better target than the current cpu.
1421          */
1422         if (target == cpu && !cpu_rq(prev_cpu)->cfs.nr_running)
1423                 return prev_cpu;
1424
1425         /*
1426          * Otherwise, iterate the domain and find an elegible idle cpu.
1427          */
1428         for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed) {
1429                 if (!cpu_rq(i)->cfs.nr_running) {
1430                         target = i;
1431                         break;
1432                 }
1433         }
1434
1435         return target;
1436 }
1437
1438 /*
1439  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
1440  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
1441  * SD_BALANCE_EXEC.
1442  *
1443  * Balance, ie. select the least loaded group.
1444  *
1445  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
1446  *
1447  * preempt must be disabled.
1448  */
1449 static int select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
1450 {
1451         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
1452         int cpu = smp_processor_id();
1453         int prev_cpu = task_cpu(p);
1454         int new_cpu = cpu;
1455         int want_affine = 0;
1456         int want_sd = 1;
1457         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
1458
1459         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
1460                 if (sched_feat(AFFINE_WAKEUPS) &&
1461                     cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
1462                         want_affine = 1;
1463                 new_cpu = prev_cpu;
1464         }
1465
1466         for_each_domain(cpu, tmp) {
1467                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1468                         continue;
1469
1470                 /*
1471                  * If power savings logic is enabled for a domain, see if we
1472                  * are not overloaded, if so, don't balance wider.
1473                  */
1474                 if (tmp->flags & (SD_POWERSAVINGS_BALANCE|SD_PREFER_LOCAL)) {
1475                         unsigned long power = 0;
1476                         unsigned long nr_running = 0;
1477                         unsigned long capacity;
1478                         int i;
1479
1480                         for_each_cpu(i, sched_domain_span(tmp)) {
1481                                 power += power_of(i);
1482                                 nr_running += cpu_rq(i)->cfs.nr_running;
1483                         }
1484
1485                         capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
1486
1487                         if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
1488                                 nr_running /= 2;
1489
1490                         if (nr_running < capacity)
1491                                 want_sd = 0;
1492                 }
1493
1494                 /*
1495                  * While iterating the domains looking for a spanning
1496                  * WAKE_AFFINE domain, adjust the affine target to any idle cpu
1497                  * in cache sharing domains along the way.
1498                  */
1499                 if (want_affine) {
1500                         int target = -1;
1501
1502                         /*
1503                          * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
1504                          * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
1505                          */
1506                         if (cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp)))
1507                                 target = cpu;
1508
1509                         /*
1510                          * If there's an idle sibling in this domain, make that
1511                          * the wake_affine target instead of the current cpu.
1512                          */
1513                         if (tmp->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES)
1514                                 target = select_idle_sibling(p, tmp, target);
1515
1516                         if (target >= 0) {
1517                                 if (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1518                                         affine_sd = tmp;
1519                                         want_affine = 0;
1520                                 }
1521                                 cpu = target;
1522                         }
1523                 }
1524
1525                 if (!want_sd && !want_affine)
1526                         break;
1527
1528                 if (!(tmp->flags & sd_flag))
1529                         continue;
1530
1531                 if (want_sd)
1532                         sd = tmp;
1533         }
1534
1535         if (sched_feat(LB_SHARES_UPDATE)) {
1536                 /*
1537                  * Pick the largest domain to update shares over
1538                  */
1539                 tmp = sd;
1540                 if (affine_sd && (!tmp ||
1541                                   cpumask_weight(sched_domain_span(affine_sd)) >
1542                                   cpumask_weight(sched_domain_span(sd))))
1543                         tmp = affine_sd;
1544
1545                 if (tmp)
1546                         update_shares(tmp);
1547         }
1548
1549         if (affine_sd && wake_affine(affine_sd, p, sync))
1550                 return cpu;
1551
1552         while (sd) {
1553                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
1554                 struct sched_group *group;
1555                 int weight;
1556
1557                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
1558                         sd = sd->child;
1559                         continue;
1560                 }
1561
1562                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
1563                         load_idx = sd->wake_idx;
1564
1565                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
1566                 if (!group) {
1567                         sd = sd->child;
1568                         continue;
1569                 }
1570
1571                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
1572                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
1573                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
1574                         sd = sd->child;
1575                         continue;
1576                 }
1577
1578                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
1579                 cpu = new_cpu;
1580                 weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
1581                 sd = NULL;
1582                 for_each_domain(cpu, tmp) {
1583                         if (weight <= cpumask_weight(sched_domain_span(tmp)))
1584                                 break;
1585                         if (tmp->flags & sd_flag)
1586                                 sd = tmp;
1587                 }
1588                 /* while loop will break here if sd == NULL */
1589         }
1590
1591         return new_cpu;
1592 }
1593 #endif /* CONFIG_SMP */
1594
1595 /*
1596  * Adaptive granularity
1597  *
1598  * se->avg_wakeup gives the average time a task runs until it does a wakeup,
1599  * with the limit of wakeup_gran -- when it never does a wakeup.
1600  *
1601  * So the smaller avg_wakeup is the faster we want this task to preempt,
1602  * but we don't want to treat the preemptee unfairly and therefore allow it
1603  * to run for at least the amount of time we'd like to run.
1604  *
1605  * NOTE: we use 2*avg_wakeup to increase the probability of actually doing one
1606  *
1607  * NOTE: we use *nr_running to scale with load, this nicely matches the
1608  *       degrading latency on load.
1609  */
1610 static unsigned long
1611 adaptive_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1612 {
1613         u64 this_run = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
1614         u64 expected_wakeup = 2*se->avg_wakeup * cfs_rq_of(se)->nr_running;
1615         u64 gran = 0;
1616
1617         if (this_run < expected_wakeup)
1618                 gran = expected_wakeup - this_run;
1619
1620         return min_t(s64, gran, sysctl_sched_wakeup_granularity);
1621 }
1622
1623 static unsigned long
1624 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1625 {
1626         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
1627
1628         if (cfs_rq_of(curr)->curr && sched_feat(ADAPTIVE_GRAN))
1629                 gran = adaptive_gran(curr, se);
1630
1631         /*
1632          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
1633          * to virtual-time in his units.
1634          */
1635         if (sched_feat(ASYM_GRAN)) {
1636                 /*
1637                  * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
1638                  * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
1639                  * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
1640                  * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
1641                  * be smaller, again penalizing the lighter task.
1642                  *
1643                  * This is especially important for buddies when the leftmost
1644                  * task is higher priority than the buddy.
1645                  */
1646                 if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
1647                         gran = calc_delta_fair(gran, se);
1648         } else {
1649                 if (unlikely(curr->load.weight != NICE_0_LOAD))
1650                         gran = calc_delta_fair(gran, curr);
1651         }
1652
1653         return gran;
1654 }
1655
1656 /*
1657  * Should 'se' preempt 'curr'.
1658  *
1659  *             |s1
1660  *        |s2
1661  *   |s3
1662  *         g
1663  *      |<--->|c
1664  *
1665  *  w(c, s1) = -1
1666  *  w(c, s2) =  0
1667  *  w(c, s3) =  1
1668  *
1669  */
1670 static int
1671 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1672 {
1673         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
1674
1675         if (vdiff <= 0)
1676                 return -1;
1677
1678         gran = wakeup_gran(curr, se);
1679         if (vdiff > gran)
1680                 return 1;
1681
1682         return 0;
1683 }
1684
1685 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
1686 {
1687         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1688                 for_each_sched_entity(se)
1689                         cfs_rq_of(se)->last = se;
1690         }
1691 }
1692
1693 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
1694 {
1695         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1696                 for_each_sched_entity(se)
1697                         cfs_rq_of(se)->next = se;
1698         }
1699 }
1700
1701 /*
1702  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1703  */
1704 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1705 {
1706         struct task_struct *curr = rq->curr;
1707         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
1708         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1709         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
1710         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
1711
1712         if (unlikely(rt_prio(p->prio)))
1713                 goto preempt;
1714
1715         if (unlikely(p->sched_class != &fair_sched_class))
1716                 return;
1717
1718         if (unlikely(se == pse))
1719                 return;
1720
1721         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK))
1722                 set_next_buddy(pse);
1723
1724         /*
1725          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
1726          * wake up path.
1727          */
1728         if (test_tsk_need_resched(curr))
1729                 return;
1730
1731         /*
1732          * Batch and idle tasks do not preempt (their preemption is driven by
1733          * the tick):
1734          */
1735         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL))
1736                 return;
1737
1738         /* Idle tasks are by definition preempted by everybody. */
1739         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE))
1740                 goto preempt;
1741
1742         if (sched_feat(WAKEUP_SYNC) && sync)
1743                 goto preempt;
1744
1745         if (sched_feat(WAKEUP_OVERLAP) &&
1746                         se->avg_overlap < sysctl_sched_migration_cost &&
1747                         pse->avg_overlap < sysctl_sched_migration_cost)
1748                 goto preempt;
1749
1750         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
1751                 return;
1752
1753         update_curr(cfs_rq);
1754         find_matching_se(&se, &pse);
1755         BUG_ON(!pse);
1756         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1)
1757                 goto preempt;
1758
1759         return;
1760
1761 preempt:
1762         resched_task(curr);
1763         /*
1764          * Only set the backward buddy when the current task is still
1765          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
1766          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
1767          * point, either of which can * drop the rq lock.
1768          *
1769          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
1770          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
1771          */
1772         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
1773                 return;
1774
1775         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
1776                 set_last_buddy(se);
1777 }
1778
1779 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
1780 {
1781         struct task_struct *p;
1782         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
1783         struct sched_entity *se;
1784
1785         if (!cfs_rq->nr_running)
1786                 return NULL;
1787
1788         do {
1789                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
1790                 set_next_entity(cfs_rq, se);
1791                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1792         } while (cfs_rq);
1793
1794         p = task_of(se);
1795         hrtick_start_fair(rq, p);
1796
1797         return p;
1798 }
1799
1800 /*
1801  * Account for a descheduled task:
1802  */
1803 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1804 {
1805         struct sched_entity *se = &prev->se;
1806         struct cfs_rq *cfs_rq;
1807
1808         for_each_sched_entity(se) {
1809                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1810                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
1811         }
1812 }
1813
1814 #ifdef CONFIG_SMP
1815 /**************************************************
1816  * Fair scheduling class load-balancing methods:
1817  */
1818
1819 /*
1820  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
1821  * Both runqueues must be locked.
1822  */
1823 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
1824                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
1825 {
1826         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1827         set_task_cpu(p, this_cpu);
1828         activate_task(this_rq, p, 0);
1829         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
1830 }
1831
1832 /*
1833  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
1834  */
1835 static
1836 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
1837                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1838                      int *all_pinned)
1839 {
1840         int tsk_cache_hot = 0;
1841         /*
1842          * We do not migrate tasks that are:
1843          * 1) running (obviously), or
1844          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
1845          * 3) are cache-hot on their current CPU.
1846          */
1847         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
1848                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
1849                 return 0;
1850         }
1851         *all_pinned = 0;
1852
1853         if (task_running(rq, p)) {
1854                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
1855                 return 0;
1856         }
1857
1858         /*
1859          * Aggressive migration if:
1860          * 1) task is cache cold, or
1861          * 2) too many balance attempts have failed.
1862          */
1863
1864         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
1865         if (!tsk_cache_hot ||
1866                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
1867 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1868                 if (tsk_cache_hot) {
1869                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
1870                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
1871                 }
1872 #endif
1873                 return 1;
1874         }
1875
1876         if (tsk_cache_hot) {
1877                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
1878                 return 0;
1879         }
1880         return 1;
1881 }
1882
1883 /*
1884  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
1885  * part of active balancing operations within "domain".
1886  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
1887  *
1888  * Called with both runqueues locked.
1889  */
1890 static int
1891 move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1892               struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
1893 {
1894         struct task_struct *p, *n;
1895         struct cfs_rq *cfs_rq;
1896         int pinned = 0;
1897
1898         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, cfs_rq) {
1899                 list_for_each_entry_safe(p, n, &cfs_rq->tasks, se.group_node) {
1900
1901                         if (!can_migrate_task(p, busiest, this_cpu,
1902                                                 sd, idle, &pinned))
1903                                 continue;
1904
1905                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
1906                         /*
1907                          * Right now, this is only the second place pull_task()
1908                          * is called, so we can safely collect pull_task()
1909                          * stats here rather than inside pull_task().
1910                          */
1911                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
1912                         return 1;
1913                 }
1914         }
1915
1916         return 0;
1917 }
1918
1919 static unsigned long
1920 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1921               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1922               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1923               int *this_best_prio, struct cfs_rq *busiest_cfs_rq)
1924 {
1925         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
1926         long rem_load_move = max_load_move;
1927         struct task_struct *p, *n;
1928
1929         if (max_load_move == 0)
1930                 goto out;
1931
1932         pinned = 1;
1933
1934         list_for_each_entry_safe(p, n, &busiest_cfs_rq->tasks, se.group_node) {
1935                 if (loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
1936                         break;
1937
1938                 if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
1939                     !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned))
1940                         continue;
1941
1942                 pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
1943                 pulled++;
1944                 rem_load_move -= p->se.load.weight;
1945
1946 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1947                 /*
1948                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
1949                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
1950                  * the critical section.
1951                  */
1952                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
1953                         break;
1954 #endif
1955
1956                 /*
1957                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
1958                  * weighted load.
1959                  */
1960                 if (rem_load_move <= 0)
1961                         break;
1962
1963                 if (p->prio < *this_best_prio)
1964                         *this_best_prio = p->prio;
1965         }
1966 out:
1967         /*
1968          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
1969          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
1970          * inside pull_task().
1971          */
1972         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
1973
1974         if (all_pinned)
1975                 *all_pinned = pinned;
1976
1977         return max_load_move - rem_load_move;
1978 }
1979
1980 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1981 static unsigned long
1982 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1983                   unsigned long max_load_move,
1984                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1985                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1986 {
1987         long rem_load_move = max_load_move;
1988         int busiest_cpu = cpu_of(busiest);
1989         struct task_group *tg;
1990
1991         rcu_read_lock();
1992         update_h_load(busiest_cpu);
1993
1994         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
1995                 struct cfs_rq *busiest_cfs_rq = tg->cfs_rq[busiest_cpu];
1996                 unsigned long busiest_h_load = busiest_cfs_rq->h_load;
1997                 unsigned long busiest_weight = busiest_cfs_rq->load.weight;
1998                 u64 rem_load, moved_load;
1999
2000                 /*
2001                  * empty group
2002                  */
2003                 if (!busiest_cfs_rq->task_weight)
2004                         continue;
2005
2006                 rem_load = (u64)rem_load_move * busiest_weight;
2007                 rem_load = div_u64(rem_load, busiest_h_load + 1);
2008
2009                 moved_load = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
2010                                 rem_load, sd, idle, all_pinned, this_best_prio,
2011                                 busiest_cfs_rq);
2012
2013                 if (!moved_load)
2014                         continue;
2015
2016                 moved_load *= busiest_h_load;
2017                 moved_load = div_u64(moved_load, busiest_weight + 1);
2018
2019                 rem_load_move -= moved_load;
2020                 if (rem_load_move < 0)
2021                         break;
2022         }
2023         rcu_read_unlock();
2024
2025         return max_load_move - rem_load_move;
2026 }
2027 #else
2028 static unsigned long
2029 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2030                   unsigned long max_load_move,
2031                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2032                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
2033 {
2034         return balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
2035                         max_load_move, sd, idle, all_pinned,
2036                         this_best_prio, &busiest->cfs);
2037 }
2038 #endif
2039
2040 /*
2041  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
2042  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
2043  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
2044  *
2045  * Called with both runqueues locked.
2046  */
2047 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2048                       unsigned long max_load_move,
2049                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2050                       int *all_pinned)
2051 {
2052         unsigned long total_load_moved = 0, load_moved;
2053         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
2054
2055         do {
2056                 load_moved = load_balance_fair(this_rq, this_cpu, busiest,
2057                                 max_load_move - total_load_moved,
2058                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
2059
2060                 total_load_moved += load_moved;
2061
2062 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2063                 /*
2064                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
2065                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
2066                  * the critical section.
2067                  */
2068                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
2069                         break;
2070
2071                 if (raw_spin_is_contended(&this_rq->lock) ||
2072                                 raw_spin_is_contended(&busiest->lock))
2073                         break;
2074 #endif
2075         } while (load_moved && max_load_move > total_load_moved);
2076
2077         return total_load_moved > 0;
2078 }
2079
2080 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
2081 /*
2082  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
2083  *              during load balancing.
2084  */
2085 struct sd_lb_stats {
2086         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
2087         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
2088         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
2089         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
2090         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
2091
2092         /** Statistics of this group */
2093         unsigned long this_load;
2094         unsigned long this_load_per_task;
2095         unsigned long this_nr_running;
2096
2097         /* Statistics of the busiest group */
2098         unsigned long max_load;
2099         unsigned long busiest_load_per_task;
2100         unsigned long busiest_nr_running;
2101         unsigned long busiest_group_capacity;
2102
2103         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
2104 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2105         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
2106         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
2107         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
2108         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
2109         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
2110         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
2111 #endif
2112 };
2113
2114 /*
2115  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
2116  */
2117 struct sg_lb_stats {
2118         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
2119         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
2120         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
2121         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
2122         unsigned long group_capacity;
2123         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
2124 };
2125
2126 /**
2127  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
2128  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
2129  */
2130 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
2131 {
2132         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
2133 }
2134
2135 /**
2136  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
2137  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
2138  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
2139  */
2140 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
2141                                         enum cpu_idle_type idle)
2142 {
2143         int load_idx;
2144
2145         switch (idle) {
2146         case CPU_NOT_IDLE:
2147                 load_idx = sd->busy_idx;
2148                 break;
2149
2150         case CPU_NEWLY_IDLE:
2151                 load_idx = sd->newidle_idx;
2152                 break;
2153         default:
2154                 load_idx = sd->idle_idx;
2155                 break;
2156         }
2157
2158         return load_idx;
2159 }
2160
2161
2162 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2163 /**
2164  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
2165  * the given sched_domain, during load balancing.
2166  *
2167  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
2168  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
2169  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
2170  */
2171 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2172         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2173 {
2174         /*
2175          * Busy processors will not participate in power savings
2176          * balance.
2177          */
2178         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2179                 sds->power_savings_balance = 0;
2180         else {
2181                 sds->power_savings_balance = 1;
2182                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
2183                 sds->leader_nr_running = 0;
2184         }
2185 }
2186
2187 /**
2188  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
2189  * sched_domain while performing load balancing.
2190  *
2191  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
2192  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2193  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
2194  *              load balancing ?
2195  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
2196  */
2197 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
2198         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
2199 {
2200
2201         if (!sds->power_savings_balance)
2202                 return;
2203
2204         /*
2205          * If the local group is idle or completely loaded
2206          * no need to do power savings balance at this domain
2207          */
2208         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2209                                 !sds->this_nr_running))
2210                 sds->power_savings_balance = 0;
2211
2212         /*
2213          * If a group is already running at full capacity or idle,
2214          * don't include that group in power savings calculations
2215          */
2216         if (!sds->power_savings_balance ||
2217                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2218                 !sgs->sum_nr_running)
2219                 return;
2220
2221         /*
2222          * Calculate the group which has the least non-idle load.
2223          * This is the group from where we need to pick up the load
2224          * for saving power
2225          */
2226         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
2227             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
2228              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
2229                 sds->group_min = group;
2230                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2231                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
2232                                                 sgs->sum_nr_running;
2233         }
2234
2235         /*
2236          * Calculate the group which is almost near its
2237          * capacity but still has some space to pick up some load
2238          * from other group and save more power
2239          */
2240         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
2241                 return;
2242
2243         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
2244             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
2245              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
2246                 sds->group_leader = group;
2247                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2248         }
2249 }
2250
2251 /**
2252  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
2253  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2254  *      under consideration.
2255  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
2256  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2257  *
2258  * Description:
2259  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
2260  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
2261  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
2262  *
2263  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
2264  * Else returns 0.
2265  */
2266 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2267                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2268 {
2269         if (!sds->power_savings_balance)
2270                 return 0;
2271
2272         if (sds->this != sds->group_leader ||
2273                         sds->group_leader == sds->group_min)
2274                 return 0;
2275
2276         *imbalance = sds->min_load_per_task;
2277         sds->busiest = sds->group_min;
2278
2279         return 1;
2280
2281 }
2282 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2283 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2284         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2285 {
2286         return;
2287 }
2288
2289 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
2290         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
2291 {
2292         return;
2293 }
2294
2295 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2296                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2297 {
2298         return 0;
2299 }
2300 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2301
2302
2303 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2304 {
2305         return SCHED_LOAD_SCALE;
2306 }
2307
2308 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2309 {
2310         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
2311 }
2312
2313 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2314 {
2315         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
2316         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
2317
2318         smt_gain /= weight;
2319
2320         return smt_gain;
2321 }
2322
2323 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2324 {
2325         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
2326 }
2327
2328 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
2329 {
2330         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2331         u64 total, available;
2332
2333         sched_avg_update(rq);
2334
2335         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
2336         available = total - rq->rt_avg;
2337
2338         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
2339                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
2340
2341         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2342
2343         return div_u64(available, total);
2344 }
2345
2346 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2347 {
2348         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
2349         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
2350         struct sched_group *sdg = sd->groups;
2351
2352         if (sched_feat(ARCH_POWER))
2353                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
2354         else
2355                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
2356
2357         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2358
2359         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
2360                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
2361                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
2362                 else
2363                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
2364
2365                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2366         }
2367
2368         power *= scale_rt_power(cpu);
2369         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2370
2371         if (!power)
2372                 power = 1;
2373
2374         sdg->cpu_power = power;
2375 }
2376
2377 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2378 {
2379         struct sched_domain *child = sd->child;
2380         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
2381         unsigned long power;
2382
2383         if (!child) {
2384                 update_cpu_power(sd, cpu);
2385                 return;
2386         }
2387
2388         power = 0;
2389
2390         group = child->groups;
2391         do {
2392                 power += group->cpu_power;
2393                 group = group->next;
2394         } while (group != child->groups);
2395
2396         sdg->cpu_power = power;
2397 }
2398
2399 /**
2400  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2401  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
2402  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
2403  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2404  * @idle: Idle status of this_cpu
2405  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
2406  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
2407  * @local_group: Does group contain this_cpu.
2408  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2409  * @balance: Should we balance.
2410  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
2411  */
2412 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
2413                         struct sched_group *group, int this_cpu,
2414                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
2415                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
2416                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
2417 {
2418         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
2419         int i;
2420         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
2421         unsigned long avg_load_per_task = 0;
2422
2423         if (local_group)
2424                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
2425
2426         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2427         max_cpu_load = 0;
2428         min_cpu_load = ~0UL;
2429
2430         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
2431                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
2432
2433                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
2434                         *sd_idle = 0;
2435
2436                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2437                 if (local_group) {
2438                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
2439                                 first_idle_cpu = 1;
2440                                 balance_cpu = i;
2441                         }
2442
2443                         load = target_load(i, load_idx);
2444                 } else {
2445                         load = source_load(i, load_idx);
2446                         if (load > max_cpu_load)
2447                                 max_cpu_load = load;
2448                         if (min_cpu_load > load)
2449                                 min_cpu_load = load;
2450                 }
2451
2452                 sgs->group_load += load;
2453                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
2454                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
2455
2456         }
2457
2458         /*
2459          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
2460          * is eligible for doing load balancing at this and above
2461          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
2462          * to do the newly idle load balance.
2463          */
2464         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
2465             balance_cpu != this_cpu) {
2466                 *balance = 0;
2467                 return;
2468         }
2469
2470         update_group_power(sd, this_cpu);
2471
2472         /* Adjust by relative CPU power of the group */
2473         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
2474
2475         /*
2476          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
2477          * than the average weight of two tasks.
2478          *
2479          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
2480          *      might not be a suitable number - should we keep a
2481          *      normalized nr_running number somewhere that negates
2482          *      the hierarchy?
2483          */
2484         if (sgs->sum_nr_running)
2485                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
2486
2487         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
2488                 sgs->group_imb = 1;
2489
2490         sgs->group_capacity =
2491                 DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
2492 }
2493
2494 /**
2495  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2496  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
2497  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2498  * @idle: Idle status of this_cpu
2499  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
2500  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2501  * @balance: Should we balance.
2502  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
2503  */
2504 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2505                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
2506                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
2507                         struct sd_lb_stats *sds)
2508 {
2509         struct sched_domain *child = sd->child;
2510         struct sched_group *group = sd->groups;
2511         struct sg_lb_stats sgs;
2512         int load_idx, prefer_sibling = 0;
2513
2514         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
2515                 prefer_sibling = 1;
2516
2517         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
2518         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
2519
2520         do {
2521                 int local_group;
2522
2523                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2524                                                sched_group_cpus(group));
2525                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
2526                 update_sg_lb_stats(sd, group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
2527                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
2528
2529                 if (local_group && !(*balance))
2530                         return;
2531
2532                 sds->total_load += sgs.group_load;
2533                 sds->total_pwr += group->cpu_power;
2534
2535                 /*
2536                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
2537                  * first, lower the group capacity to one so that we'll try
2538                  * and move all the excess tasks away.
2539                  */
2540                 if (prefer_sibling)
2541                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
2542
2543                 if (local_group) {
2544                         sds->this_load = sgs.avg_load;
2545                         sds->this = group;
2546                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2547                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2548                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
2549                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
2550                                 sgs.group_imb)) {
2551                         sds->max_load = sgs.avg_load;
2552                         sds->busiest = group;
2553                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2554                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
2555                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2556                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
2557                 }
2558
2559                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
2560                 group = group->next;
2561         } while (group != sd->groups);
2562 }
2563
2564 /**
2565  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
2566  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
2567  *                      load balancing.
2568  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2569  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
2570  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2571  */
2572 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
2573                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2574 {
2575         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
2576         unsigned int imbn = 2;
2577         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
2578
2579         if (sds->this_nr_running) {
2580                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
2581                 if (sds->busiest_load_per_task >
2582                                 sds->this_load_per_task)
2583                         imbn = 1;
2584         } else
2585                 sds->this_load_per_task =
2586                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2587
2588         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
2589                                                  * SCHED_LOAD_SCALE;
2590         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->cpu_power;
2591
2592         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
2593                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
2594                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2595                 return;
2596         }
2597
2598         /*
2599          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
2600          * however we may be able to increase total CPU power used by
2601          * moving them.
2602          */
2603
2604         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
2605                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
2606         pwr_now += sds->this->cpu_power *
2607                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
2608         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
2609
2610         /* Amount of load we'd subtract */
2611         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2612                 sds->busiest->cpu_power;
2613         if (sds->max_load > tmp)
2614                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
2615                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
2616
2617         /* Amount of load we'd add */
2618         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
2619                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
2620                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
2621                         sds->this->cpu_power;
2622         else
2623                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2624                         sds->this->cpu_power;
2625         pwr_move += sds->this->cpu_power *
2626                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
2627         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
2628
2629         /* Move if we gain throughput */
2630         if (pwr_move > pwr_now)
2631                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2632 }
2633
2634 /**
2635  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
2636  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
2637  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2638  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
2639  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
2640  */
2641 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
2642                 unsigned long *imbalance)
2643 {
2644         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
2645
2646         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
2647         if (sds->group_imb) {
2648                 sds->busiest_load_per_task =
2649                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
2650         }
2651
2652         /*
2653          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
2654          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
2655          * its cpu_power, while calculating max_load..)
2656          */
2657         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
2658                 *imbalance = 0;
2659                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2660         }
2661
2662         if (!sds->group_imb) {
2663                 /*
2664                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
2665                  */
2666                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
2667                                                 sds->busiest_group_capacity);
2668
2669                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_LOAD_SCALE);
2670
2671                 load_above_capacity /= sds->busiest->cpu_power;
2672         }
2673
2674         /*
2675          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
2676          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
2677          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
2678          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
2679          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
2680          * for the minimum possible imbalance.
2681          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
2682          * with unsigned longs.
2683          */
2684         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
2685
2686         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
2687         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
2688                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
2689                         / SCHED_LOAD_SCALE;
2690
2691         /*
2692          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
2693          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
2694          * a think about bumping its value to force at least one task to be
2695          * moved
2696          */
2697         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
2698                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2699
2700 }
2701 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
2702
2703 /**
2704  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
2705  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
2706  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
2707  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
2708  * such a group exists.
2709  *
2710  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
2711  * to restore balance.
2712  *
2713  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
2714  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
2715  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
2716  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
2717  * @idle: The idle status of this_cpu.
2718  * @sd_idle: The idleness of sd
2719  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
2720  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
2721  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
2722  *
2723  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
2724  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
2725  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
2726  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
2727  */
2728 static struct sched_group *
2729 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2730                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
2731                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
2732 {
2733         struct sd_lb_stats sds;
2734
2735         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
2736
2737         /*
2738          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
2739          * this level.
2740          */
2741         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
2742                                         balance, &sds);
2743
2744         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
2745         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
2746          *    at this level.
2747          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
2748          * 3) This group is the busiest group.
2749          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
2750          *    sched_domain.
2751          * 5) The imbalance is within the specified limit.
2752          */
2753         if (!(*balance))
2754                 goto ret;
2755
2756         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
2757                 goto out_balanced;
2758
2759         if (sds.this_load >= sds.max_load)
2760                 goto out_balanced;
2761
2762         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
2763
2764         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
2765                 goto out_balanced;
2766
2767         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
2768                 goto out_balanced;
2769
2770         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
2771         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
2772         return sds.busiest;
2773
2774 out_balanced:
2775         /*
2776          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
2777          * to save power.
2778          */
2779         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
2780                 return sds.busiest;
2781 ret:
2782         *imbalance = 0;
2783         return NULL;
2784 }
2785
2786 /*
2787  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
2788  */
2789 static struct rq *
2790 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
2791                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
2792 {
2793         struct rq *busiest = NULL, *rq;
2794         unsigned long max_load = 0;
2795         int i;
2796
2797         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2798                 unsigned long power = power_of(i);
2799                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
2800                 unsigned long wl;
2801
2802                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
2803                         continue;
2804
2805                 rq = cpu_rq(i);
2806                 wl = weighted_cpuload(i);
2807
2808                 /*
2809                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
2810                  * which is not scaled with the cpu power.
2811                  */
2812                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
2813                         continue;
2814
2815                 /*
2816                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
2817                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
2818                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
2819                  * running at a lower capacity.
2820                  */
2821                 wl = (wl * SCHED_LOAD_SCALE) / power;
2822
2823                 if (wl > max_load) {
2824                         max_load = wl;
2825                         busiest = rq;
2826                 }
2827         }
2828
2829         return busiest;
2830 }
2831
2832 /*
2833  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
2834  * so long as it is large enough.
2835  */
2836 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
2837
2838 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
2839 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
2840
2841 static int need_active_balance(struct sched_domain *sd, int sd_idle, int idle)
2842 {
2843         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
2844                 /*
2845                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
2846                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
2847                  * package.
2848                  *
2849                  * The package power saving logic comes from
2850                  * find_busiest_group(). If there are no imbalance, then
2851                  * f_b_g() will return NULL. However when sched_mc={1,2} then
2852                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
2853                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
2854                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
2855                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
2856                  * action will be taken in load_balance_newidle().
2857                  *
2858                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
2859                  * will be more than one task in the source run queue and
2860                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
2861                  * active balance code will not be triggered.
2862                  */
2863                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
2864                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2865                         return 0;
2866
2867                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
2868                         return 0;
2869         }
2870
2871         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
2872 }
2873
2874 /*
2875  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
2876  * tasks if there is an imbalance.
2877  */
2878 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
2879                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2880                         int *balance)
2881 {
2882         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
2883         struct sched_group *group;
2884         unsigned long imbalance;
2885         struct rq *busiest;
2886         unsigned long flags;
2887         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
2888
2889         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
2890
2891         /*
2892          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
2893          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
2894          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
2895          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
2896          */
2897         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
2898             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2899                 sd_idle = 1;
2900
2901         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
2902
2903 redo:
2904         update_shares(sd);
2905         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
2906                                    cpus, balance);
2907
2908         if (*balance == 0)
2909                 goto out_balanced;
2910
2911         if (!group) {
2912                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
2913                 goto out_balanced;
2914         }
2915
2916         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
2917         if (!busiest) {
2918                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
2919                 goto out_balanced;
2920         }
2921
2922         BUG_ON(busiest == this_rq);
2923
2924         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
2925
2926         ld_moved = 0;
2927         if (busiest->nr_running > 1) {
2928                 /*
2929                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
2930                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
2931                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
2932                  * correctly treated as an imbalance.
2933                  */
2934                 local_irq_save(flags);
2935                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
2936                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
2937                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
2938                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
2939                 local_irq_restore(flags);
2940
2941                 /*
2942                  * some other cpu did the load balance for us.
2943                  */
2944                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
2945                         resched_cpu(this_cpu);
2946
2947                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
2948                 if (unlikely(all_pinned)) {
2949                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
2950                         if (!cpumask_empty(cpus))
2951                                 goto redo;
2952                         goto out_balanced;
2953                 }
2954         }
2955
2956         if (!ld_moved) {
2957                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
2958                 sd->nr_balance_failed++;
2959
2960                 if (need_active_balance(sd, sd_idle, idle)) {
2961                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
2962
2963                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
2964                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
2965                          */
2966                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
2967                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
2968                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
2969                                                             flags);
2970                                 all_pinned = 1;
2971                                 goto out_one_pinned;
2972                         }
2973
2974                         if (!busiest->active_balance) {
2975                                 busiest->active_balance = 1;
2976                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
2977                                 active_balance = 1;
2978                         }
2979                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
2980                         if (active_balance)
2981                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
2982
2983                         /*
2984                          * We've kicked active balancing, reset the failure
2985                          * counter.
2986                          */
2987                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
2988                 }
2989         } else
2990                 sd->nr_balance_failed = 0;
2991
2992         if (likely(!active_balance)) {
2993                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
2994                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
2995         } else {
2996                 /*
2997                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
2998                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
2999                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3000                  * move_tasks).
3001                  */
3002                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3003                         sd->balance_interval *= 2;
3004         }
3005
3006         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3007             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3008                 ld_moved = -1;
3009
3010         goto out;
3011
3012 out_balanced:
3013         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3014
3015         sd->nr_balance_failed = 0;
3016
3017 out_one_pinned:
3018         /* tune up the balancing interval */
3019         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3020                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3021                 sd->balance_interval *= 2;
3022
3023         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3024             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3025                 ld_moved = -1;
3026         else
3027                 ld_moved = 0;
3028 out:
3029         if (ld_moved)
3030                 update_shares(sd);
3031         return ld_moved;
3032 }
3033
3034 /*
3035  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
3036  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
3037  */
3038 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
3039 {
3040         struct sched_domain *sd;
3041         int pulled_task = 0;
3042         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
3043
3044         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
3045
3046         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
3047                 return;
3048
3049         /*
3050          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
3051          */
3052         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
3053
3054         for_each_domain(this_cpu, sd) {
3055                 unsigned long interval;
3056                 int balance = 1;
3057
3058                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3059                         continue;
3060
3061                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
3062                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
3063                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
3064                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
3065                 }
3066
3067                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
3068                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
3069                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3070                 if (pulled_task) {
3071                         this_rq->idle_stamp = 0;
3072                         break;
3073                 }
3074         }
3075
3076         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
3077
3078         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
3079                 /*
3080                  * We are going idle. next_balance may be set based on
3081                  * a busy processor. So reset next_balance.
3082                  */
3083                 this_rq->next_balance = next_balance;
3084         }
3085 }
3086
3087 /*
3088  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
3089  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
3090  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
3091  * logical imbalances.
3092  *
3093  * Called with busiest_rq locked.
3094  */
3095 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
3096 {
3097         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
3098         struct sched_domain *sd;
3099         struct rq *target_rq;
3100
3101         /* Is there any task to move? */
3102         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
3103                 return;
3104
3105         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
3106
3107         /*
3108          * This condition is "impossible", if it occurs
3109          * we need to fix it. Originally reported by
3110          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
3111          */
3112         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
3113
3114         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
3115         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
3116         update_rq_clock(busiest_rq);
3117         update_rq_clock(target_rq);
3118
3119         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
3120         for_each_domain(target_cpu, sd) {
3121                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
3122                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
3123                                 break;
3124         }
3125
3126         if (likely(sd)) {
3127                 schedstat_inc(sd, alb_count);
3128
3129                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
3130                                   sd, CPU_IDLE))
3131                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
3132                 else
3133                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
3134         }
3135         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
3136 }
3137
3138 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3139 static struct {
3140         atomic_t load_balancer;
3141         cpumask_var_t cpu_mask;
3142         cpumask_var_t ilb_grp_nohz_mask;
3143 } nohz ____cacheline_aligned = {
3144         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
3145 };
3146
3147 int get_nohz_load_balancer(void)
3148 {
3149         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
3150 }
3151
3152 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3153 /**
3154  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
3155  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
3156  *              be returned.
3157  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
3158  *              for the given cpu.
3159  *
3160  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
3161  */
3162 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
3163 {
3164         struct sched_domain *sd;
3165
3166         for_each_domain(cpu, sd)
3167                 if (sd && (sd->flags & flag))
3168                         break;
3169
3170         return sd;
3171 }
3172
3173 /**
3174  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
3175  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
3176  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
3177  *              for cpu.
3178  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
3179  *
3180  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
3181  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
3182  */
3183 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
3184         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
3185                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
3186
3187 /**
3188  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
3189  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
3190  *
3191  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
3192  *
3193  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
3194  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
3195  * sched_group is semi-idle or not.
3196  */
3197 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
3198 {
3199         cpumask_and(nohz.ilb_grp_nohz_mask, nohz.cpu_mask,
3200                                         sched_group_cpus(ilb_group));
3201
3202         /*
3203          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
3204          * and atleast one idle cpu.
3205          */
3206         if (cpumask_empty(nohz.ilb_grp_nohz_mask))
3207                 return 0;
3208
3209         if (cpumask_equal(nohz.ilb_grp_nohz_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
3210                 return 0;
3211
3212         return 1;
3213 }
3214 /**
3215  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
3216  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
3217  *
3218  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
3219  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
3220  *
3221  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
3222  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
3223  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
3224  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
3225  */
3226 static int find_new_ilb(int cpu)
3227 {
3228         struct sched_domain *sd;
3229         struct sched_group *ilb_group;
3230
3231         /*
3232          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
3233          * when power-aware load balancing is enabled
3234          */
3235         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
3236                 goto out_done;
3237
3238         /*
3239          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
3240          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
3241          */
3242         if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) < 2)
3243                 goto out_done;
3244
3245         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
3246                 ilb_group = sd->groups;
3247
3248                 do {
3249                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
3250                                 return cpumask_first(nohz.ilb_grp_nohz_mask);
3251
3252                         ilb_group = ilb_group->next;
3253
3254                 } while (ilb_group != sd->groups);
3255         }
3256
3257 out_done:
3258         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
3259 }
3260 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
3261 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
3262 {
3263         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
3264 }
3265 #endif
3266
3267 /*
3268  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
3269  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
3270  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
3271  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
3272  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
3273  * arrives...
3274  *
3275  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
3276  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
3277  * nohz.cpu_mask..
3278  *
3279  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
3280  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
3281  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
3282  * there is no need for ilb owner.
3283  *
3284  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
3285  * next busy scheduler_tick()
3286  */
3287 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
3288 {
3289         int cpu = smp_processor_id();
3290
3291         if (stop_tick) {
3292                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
3293
3294                 if (!cpu_active(cpu)) {
3295                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
3296                                 return 0;
3297
3298                         /*
3299                          * If we are going offline and still the leader,
3300                          * give up!
3301                          */
3302                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3303                                 BUG();
3304
3305                         return 0;
3306                 }
3307
3308                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
3309
3310                 /* time for ilb owner also to sleep */
3311                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_active_cpus()) {
3312                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3313                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3314                         return 0;
3315                 }
3316
3317                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
3318                         /* make me the ilb owner */
3319                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
3320                                 return 1;
3321                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
3322                         int new_ilb;
3323
3324                         if (!(sched_smt_power_savings ||
3325                                                 sched_mc_power_savings))
3326                                 return 1;
3327                         /*
3328                          * Check to see if there is a more power-efficient
3329                          * ilb.
3330                          */
3331                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
3332                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
3333                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3334                                 resched_cpu(new_ilb);
3335                                 return 0;
3336                         }
3337                         return 1;
3338                 }
3339         } else {
3340                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
3341                         return 0;
3342
3343                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
3344
3345                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3346                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3347                                 BUG();
3348         }
3349         return 0;
3350 }
3351 #endif
3352
3353 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
3354
3355 /*
3356  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
3357  * and initiates a balancing operation if so.
3358  *
3359  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
3360  */
3361 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
3362 {
3363         int balance = 1;
3364         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3365         unsigned long interval;
3366         struct sched_domain *sd;
3367         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
3368         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
3369         int update_next_balance = 0;
3370         int need_serialize;
3371
3372         for_each_domain(cpu, sd) {
3373                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3374                         continue;
3375
3376                 interval = sd->balance_interval;
3377                 if (idle != CPU_IDLE)
3378                         interval *= sd->busy_factor;
3379
3380                 /* scale ms to jiffies */
3381                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
3382                 if (unlikely(!interval))
3383                         interval = 1;
3384                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
3385                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
3386
3387                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
3388
3389                 if (need_serialize) {
3390                         if (!spin_trylock(&balancing))
3391                                 goto out;
3392                 }
3393
3394                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
3395                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
3396                                 /*
3397                                  * We've pulled tasks over so either we're no
3398                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
3399                                  * not idle.
3400                                  */
3401                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
3402                         }
3403                         sd->last_balance = jiffies;
3404                 }
3405                 if (need_serialize)
3406                         spin_unlock(&balancing);
3407 out:
3408                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
3409                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3410                         update_next_balance = 1;
3411                 }
3412
3413                 /*
3414                  * Stop the load balance at this level. There is another
3415                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
3416                  * actively.
3417                  */
3418                 if (!balance)
3419                         break;
3420         }
3421
3422         /*
3423          * next_balance will be updated only when there is a need.
3424          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
3425          * updated.
3426          */
3427         if (likely(update_next_balance))
3428                 rq->next_balance = next_balance;
3429 }
3430
3431 /*
3432  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
3433  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
3434  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
3435  */
3436 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
3437 {
3438         int this_cpu = smp_processor_id();
3439         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3440         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
3441                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
3442
3443         rebalance_domains(this_cpu, idle);
3444
3445 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3446         /*
3447          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
3448          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
3449          * stopped.
3450          */
3451         if (this_rq->idle_at_tick &&
3452             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
3453                 struct rq *rq;
3454                 int balance_cpu;
3455
3456                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
3457                         if (balance_cpu == this_cpu)
3458                                 continue;
3459
3460                         /*
3461                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
3462                          * work being done for other cpus. Next load
3463                          * balancing owner will pick it up.
3464                          */
3465                         if (need_resched())
3466                                 break;
3467
3468                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
3469
3470                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
3471                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
3472                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
3473                 }
3474         }
3475 #endif
3476 }
3477
3478 static inline int on_null_domain(int cpu)
3479 {
3480         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
3481 }
3482
3483 /*
3484  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
3485  *
3486  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
3487  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
3488  * if the whole system is idle.
3489  */
3490 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
3491 {
3492 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3493         /*
3494          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
3495          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
3496          * load balancer.
3497          */
3498         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
3499                 rq->in_nohz_recently = 0;
3500
3501                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
3502                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
3503                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3504                 }
3505
3506                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
3507                         int ilb = find_new_ilb(cpu);
3508
3509                         if (ilb < nr_cpu_ids)
3510                                 resched_cpu(ilb);
3511                 }
3512         }
3513
3514         /*
3515          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
3516          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
3517          */
3518         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
3519             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
3520                 resched_cpu(cpu);
3521                 return;
3522         }
3523
3524         /*
3525          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
3526          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
3527          */
3528         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
3529             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
3530                 return;
3531 #endif
3532         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
3533         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
3534             likely(!on_null_domain(cpu)))
3535                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
3536 }
3537
3538 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
3539 {
3540         update_sysctl();
3541 }
3542
3543 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
3544 {
3545         update_sysctl();
3546 }
3547
3548 #else   /* CONFIG_SMP */
3549
3550 /*
3551  * on UP we do not need to balance between CPUs:
3552  */
3553 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
3554 {
3555 }
3556
3557 #endif /* CONFIG_SMP */
3558
3559 /*
3560  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
3561  */
3562 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
3563 {
3564         struct cfs_rq *cfs_rq;
3565         struct sched_entity *se = &curr->se;
3566
3567         for_each_sched_entity(se) {
3568                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3569                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
3570         }
3571 }
3572
3573 /*
3574  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
3575  *  - child not yet on the tasklist
3576  *  - preemption disabled
3577  */
3578 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
3579 {
3580         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(current);
3581         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
3582         int this_cpu = smp_processor_id();
3583         struct rq *rq = this_rq();
3584         unsigned long flags;
3585
3586         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3587
3588         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu))
3589                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
3590
3591         update_curr(cfs_rq);
3592
3593         if (curr)
3594                 se->vruntime = curr->vruntime;
3595         place_entity(cfs_rq, se, 1);
3596
3597         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
3598                 /*
3599                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
3600                  * 'current' within the tree based on its new key value.
3601                  */
3602                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
3603                 resched_task(rq->curr);
3604         }
3605
3606         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3607
3608         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3609 }
3610
3611 /*
3612  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
3613  * the current task.
3614  */
3615 static void prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3616                               int oldprio, int running)
3617 {
3618         /*
3619          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
3620          * our priority decreased, or if we are not currently running on
3621          * this runqueue and our priority is higher than the current's
3622          */
3623         if (running) {
3624                 if (p->prio > oldprio)
3625                         resched_task(rq->curr);
3626         } else
3627                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3628 }
3629
3630 /*
3631  * We switched to the sched_fair class.
3632  */
3633 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3634                              int running)
3635 {
3636         /*
3637          * We were most likely switched from sched_rt, so
3638          * kick off the schedule if running, otherwise just see
3639          * if we can still preempt the current task.
3640          */
3641         if (running)
3642                 resched_task(rq->curr);
3643         else
3644                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3645 }
3646
3647 /* Account for a task changing its policy or group.
3648  *
3649  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
3650  * migrates between groups/classes.
3651  */
3652 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
3653 {
3654         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
3655
3656         for_each_sched_entity(se)
3657                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
3658 }
3659
3660 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3661 static void moved_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
3662 {
3663         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
3664
3665         update_curr(cfs_rq);
3666         if (!on_rq)
3667                 place_entity(cfs_rq, &p->se, 1);
3668 }
3669 #endif
3670
3671 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
3672 {
3673         struct sched_entity *se = &task->se;
3674         unsigned int rr_interval = 0;
3675
3676         /*
3677          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
3678          * idle runqueue:
3679          */
3680         if (rq->cfs.load.weight)
3681                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
3682
3683         return rr_interval;
3684 }
3685
3686 /*
3687  * All the scheduling class methods:
3688  */
3689 static const struct sched_class fair_sched_class = {
3690         .next                   = &idle_sched_class,
3691         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
3692         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
3693         .yield_task             = yield_task_fair,
3694
3695         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
3696
3697         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
3698         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
3699
3700 #ifdef CONFIG_SMP
3701         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
3702
3703         .rq_online              = rq_online_fair,
3704         .rq_offline             = rq_offline_fair,
3705
3706         .task_waking            = task_waking_fair,
3707 #endif
3708
3709         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
3710         .task_tick              = task_tick_fair,
3711         .task_fork              = task_fork_fair,
3712
3713         .prio_changed           = prio_changed_fair,
3714         .switched_to            = switched_to_fair,
3715
3716         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
3717
3718 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3719         .moved_group            = moved_group_fair,
3720 #endif
3721 };
3722
3723 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3724 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
3725 {
3726         struct cfs_rq *cfs_rq;
3727
3728         rcu_read_lock();
3729         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
3730                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
3731         rcu_read_unlock();
3732 }
3733 #endif