sched: Cleanup/optimize clock updates
[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         unsigned long this_load, load;
1245         int idx, this_cpu, prev_cpu;
1246         unsigned long tl_per_task;
1247         unsigned int imbalance;
1248         struct task_group *tg;
1249         unsigned long weight;
1250         int balanced;
1251
1252         idx       = sd->wake_idx;
1253         this_cpu  = smp_processor_id();
1254         prev_cpu  = task_cpu(p);
1255         load      = source_load(prev_cpu, idx);
1256         this_load = target_load(this_cpu, idx);
1257
1258         /*
1259          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
1260          * effect of the currently running task from the load
1261          * of the current CPU:
1262          */
1263         if (sync) {
1264                 tg = task_group(current);
1265                 weight = current->se.load.weight;
1266
1267                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
1268                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
1269         }
1270
1271         tg = task_group(p);
1272         weight = p->se.load.weight;
1273
1274         imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1275
1276         /*
1277          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
1278          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
1279          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
1280          * about that, so that's good too.
1281          *
1282          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
1283          * task to be woken on this_cpu.
1284          */
1285         balanced = !this_load ||
1286                 100*(this_load + effective_load(tg, this_cpu, weight, weight)) <=
1287                 imbalance*(load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight));
1288
1289         /*
1290          * If the currently running task will sleep within
1291          * a reasonable amount of time then attract this newly
1292          * woken task:
1293          */
1294         if (sync && balanced)
1295                 return 1;
1296
1297         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
1298         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
1299
1300         if (balanced ||
1301             (this_load <= load &&
1302              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
1303                 /*
1304                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
1305                  * p is cache cold in this domain, and
1306                  * there is no bad imbalance.
1307                  */
1308                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
1309                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
1310
1311                 return 1;
1312         }
1313         return 0;
1314 }
1315
1316 /*
1317  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
1318  * domain.
1319  */
1320 static struct sched_group *
1321 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
1322                   int this_cpu, int load_idx)
1323 {
1324         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
1325         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
1326         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
1327
1328         do {
1329                 unsigned long load, avg_load;
1330                 int local_group;
1331                 int i;
1332
1333                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
1334                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
1335                                         &p->cpus_allowed))
1336                         continue;
1337
1338                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
1339                                                sched_group_cpus(group));
1340
1341                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
1342                 avg_load = 0;
1343
1344                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
1345                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
1346                         if (local_group)
1347                                 load = source_load(i, load_idx);
1348                         else
1349                                 load = target_load(i, load_idx);
1350
1351                         avg_load += load;
1352                 }
1353
1354                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
1355                 avg_load = (avg_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
1356
1357                 if (local_group) {
1358                         this_load = avg_load;
1359                         this = group;
1360                 } else if (avg_load < min_load) {
1361                         min_load = avg_load;
1362                         idlest = group;
1363                 }
1364         } while (group = group->next, group != sd->groups);
1365
1366         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
1367                 return NULL;
1368         return idlest;
1369 }
1370
1371 /*
1372  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
1373  */
1374 static int
1375 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
1376 {
1377         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
1378         int idlest = -1;
1379         int i;
1380
1381         /* Traverse only the allowed CPUs */
1382         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
1383                 load = weighted_cpuload(i);
1384
1385                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
1386                         min_load = load;
1387                         idlest = i;
1388                 }
1389         }
1390
1391         return idlest;
1392 }
1393
1394 /*
1395  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
1396  */
1397 static int
1398 select_idle_sibling(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
1399 {
1400         int cpu = smp_processor_id();
1401         int prev_cpu = task_cpu(p);
1402         int i;
1403
1404         /*
1405          * If this domain spans both cpu and prev_cpu (see the SD_WAKE_AFFINE
1406          * test in select_task_rq_fair) and the prev_cpu is idle then that's
1407          * always a better target than the current cpu.
1408          */
1409         if (target == cpu && !cpu_rq(prev_cpu)->cfs.nr_running)
1410                 return prev_cpu;
1411
1412         /*
1413          * Otherwise, iterate the domain and find an elegible idle cpu.
1414          */
1415         for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed) {
1416                 if (!cpu_rq(i)->cfs.nr_running) {
1417                         target = i;
1418                         break;
1419                 }
1420         }
1421
1422         return target;
1423 }
1424
1425 /*
1426  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
1427  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
1428  * SD_BALANCE_EXEC.
1429  *
1430  * Balance, ie. select the least loaded group.
1431  *
1432  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
1433  *
1434  * preempt must be disabled.
1435  */
1436 static int select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
1437 {
1438         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
1439         int cpu = smp_processor_id();
1440         int prev_cpu = task_cpu(p);
1441         int new_cpu = cpu;
1442         int want_affine = 0;
1443         int want_sd = 1;
1444         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
1445
1446         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
1447                 if (sched_feat(AFFINE_WAKEUPS) &&
1448                     cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
1449                         want_affine = 1;
1450                 new_cpu = prev_cpu;
1451         }
1452
1453         for_each_domain(cpu, tmp) {
1454                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1455                         continue;
1456
1457                 /*
1458                  * If power savings logic is enabled for a domain, see if we
1459                  * are not overloaded, if so, don't balance wider.
1460                  */
1461                 if (tmp->flags & (SD_POWERSAVINGS_BALANCE|SD_PREFER_LOCAL)) {
1462                         unsigned long power = 0;
1463                         unsigned long nr_running = 0;
1464                         unsigned long capacity;
1465                         int i;
1466
1467                         for_each_cpu(i, sched_domain_span(tmp)) {
1468                                 power += power_of(i);
1469                                 nr_running += cpu_rq(i)->cfs.nr_running;
1470                         }
1471
1472                         capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
1473
1474                         if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
1475                                 nr_running /= 2;
1476
1477                         if (nr_running < capacity)
1478                                 want_sd = 0;
1479                 }
1480
1481                 /*
1482                  * While iterating the domains looking for a spanning
1483                  * WAKE_AFFINE domain, adjust the affine target to any idle cpu
1484                  * in cache sharing domains along the way.
1485                  */
1486                 if (want_affine) {
1487                         int target = -1;
1488
1489                         /*
1490                          * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
1491                          * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
1492                          */
1493                         if (cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp)))
1494                                 target = cpu;
1495
1496                         /*
1497                          * If there's an idle sibling in this domain, make that
1498                          * the wake_affine target instead of the current cpu.
1499                          */
1500                         if (tmp->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES)
1501                                 target = select_idle_sibling(p, tmp, target);
1502
1503                         if (target >= 0) {
1504                                 if (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) {
1505                                         affine_sd = tmp;
1506                                         want_affine = 0;
1507                                 }
1508                                 cpu = target;
1509                         }
1510                 }
1511
1512                 if (!want_sd && !want_affine)
1513                         break;
1514
1515                 if (!(tmp->flags & sd_flag))
1516                         continue;
1517
1518                 if (want_sd)
1519                         sd = tmp;
1520         }
1521
1522         if (sched_feat(LB_SHARES_UPDATE)) {
1523                 /*
1524                  * Pick the largest domain to update shares over
1525                  */
1526                 tmp = sd;
1527                 if (affine_sd && (!tmp ||
1528                                   cpumask_weight(sched_domain_span(affine_sd)) >
1529                                   cpumask_weight(sched_domain_span(sd))))
1530                         tmp = affine_sd;
1531
1532                 if (tmp)
1533                         update_shares(tmp);
1534         }
1535
1536         if (affine_sd && wake_affine(affine_sd, p, sync))
1537                 return cpu;
1538
1539         while (sd) {
1540                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
1541                 struct sched_group *group;
1542                 int weight;
1543
1544                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
1545                         sd = sd->child;
1546                         continue;
1547                 }
1548
1549                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
1550                         load_idx = sd->wake_idx;
1551
1552                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
1553                 if (!group) {
1554                         sd = sd->child;
1555                         continue;
1556                 }
1557
1558                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
1559                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
1560                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
1561                         sd = sd->child;
1562                         continue;
1563                 }
1564
1565                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
1566                 cpu = new_cpu;
1567                 weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
1568                 sd = NULL;
1569                 for_each_domain(cpu, tmp) {
1570                         if (weight <= cpumask_weight(sched_domain_span(tmp)))
1571                                 break;
1572                         if (tmp->flags & sd_flag)
1573                                 sd = tmp;
1574                 }
1575                 /* while loop will break here if sd == NULL */
1576         }
1577
1578         return new_cpu;
1579 }
1580 #endif /* CONFIG_SMP */
1581
1582 static unsigned long
1583 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1584 {
1585         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
1586
1587         /*
1588          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
1589          * to virtual-time in his units.
1590          */
1591         if (sched_feat(ASYM_GRAN)) {
1592                 /*
1593                  * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
1594                  * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
1595                  * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
1596                  * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
1597                  * be smaller, again penalizing the lighter task.
1598                  *
1599                  * This is especially important for buddies when the leftmost
1600                  * task is higher priority than the buddy.
1601                  */
1602                 if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
1603                         gran = calc_delta_fair(gran, se);
1604         } else {
1605                 if (unlikely(curr->load.weight != NICE_0_LOAD))
1606                         gran = calc_delta_fair(gran, curr);
1607         }
1608
1609         return gran;
1610 }
1611
1612 /*
1613  * Should 'se' preempt 'curr'.
1614  *
1615  *             |s1
1616  *        |s2
1617  *   |s3
1618  *         g
1619  *      |<--->|c
1620  *
1621  *  w(c, s1) = -1
1622  *  w(c, s2) =  0
1623  *  w(c, s3) =  1
1624  *
1625  */
1626 static int
1627 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1628 {
1629         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
1630
1631         if (vdiff <= 0)
1632                 return -1;
1633
1634         gran = wakeup_gran(curr, se);
1635         if (vdiff > gran)
1636                 return 1;
1637
1638         return 0;
1639 }
1640
1641 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
1642 {
1643         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1644                 for_each_sched_entity(se)
1645                         cfs_rq_of(se)->last = se;
1646         }
1647 }
1648
1649 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
1650 {
1651         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1652                 for_each_sched_entity(se)
1653                         cfs_rq_of(se)->next = se;
1654         }
1655 }
1656
1657 /*
1658  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1659  */
1660 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1661 {
1662         struct task_struct *curr = rq->curr;
1663         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
1664         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1665         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
1666         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
1667
1668         if (unlikely(rt_prio(p->prio)))
1669                 goto preempt;
1670
1671         if (unlikely(p->sched_class != &fair_sched_class))
1672                 return;
1673
1674         if (unlikely(se == pse))
1675                 return;
1676
1677         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK))
1678                 set_next_buddy(pse);
1679
1680         /*
1681          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
1682          * wake up path.
1683          */
1684         if (test_tsk_need_resched(curr))
1685                 return;
1686
1687         /*
1688          * Batch and idle tasks do not preempt (their preemption is driven by
1689          * the tick):
1690          */
1691         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL))
1692                 return;
1693
1694         /* Idle tasks are by definition preempted by everybody. */
1695         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE))
1696                 goto preempt;
1697
1698         if (sched_feat(WAKEUP_SYNC) && sync)
1699                 goto preempt;
1700
1701         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
1702                 return;
1703
1704         update_curr(cfs_rq);
1705         find_matching_se(&se, &pse);
1706         BUG_ON(!pse);
1707         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1)
1708                 goto preempt;
1709
1710         return;
1711
1712 preempt:
1713         resched_task(curr);
1714         /*
1715          * Only set the backward buddy when the current task is still
1716          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
1717          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
1718          * point, either of which can * drop the rq lock.
1719          *
1720          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
1721          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
1722          */
1723         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
1724                 return;
1725
1726         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
1727                 set_last_buddy(se);
1728 }
1729
1730 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
1731 {
1732         struct task_struct *p;
1733         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
1734         struct sched_entity *se;
1735
1736         if (!cfs_rq->nr_running)
1737                 return NULL;
1738
1739         do {
1740                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
1741                 set_next_entity(cfs_rq, se);
1742                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1743         } while (cfs_rq);
1744
1745         p = task_of(se);
1746         hrtick_start_fair(rq, p);
1747
1748         return p;
1749 }
1750
1751 /*
1752  * Account for a descheduled task:
1753  */
1754 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1755 {
1756         struct sched_entity *se = &prev->se;
1757         struct cfs_rq *cfs_rq;
1758
1759         for_each_sched_entity(se) {
1760                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1761                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
1762         }
1763 }
1764
1765 #ifdef CONFIG_SMP
1766 /**************************************************
1767  * Fair scheduling class load-balancing methods:
1768  */
1769
1770 /*
1771  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
1772  * Both runqueues must be locked.
1773  */
1774 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
1775                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
1776 {
1777         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1778         set_task_cpu(p, this_cpu);
1779         activate_task(this_rq, p, 0);
1780         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
1781 }
1782
1783 /*
1784  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
1785  */
1786 static
1787 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
1788                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1789                      int *all_pinned)
1790 {
1791         int tsk_cache_hot = 0;
1792         /*
1793          * We do not migrate tasks that are:
1794          * 1) running (obviously), or
1795          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
1796          * 3) are cache-hot on their current CPU.
1797          */
1798         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
1799                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
1800                 return 0;
1801         }
1802         *all_pinned = 0;
1803
1804         if (task_running(rq, p)) {
1805                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
1806                 return 0;
1807         }
1808
1809         /*
1810          * Aggressive migration if:
1811          * 1) task is cache cold, or
1812          * 2) too many balance attempts have failed.
1813          */
1814
1815         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
1816         if (!tsk_cache_hot ||
1817                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
1818 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1819                 if (tsk_cache_hot) {
1820                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
1821                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
1822                 }
1823 #endif
1824                 return 1;
1825         }
1826
1827         if (tsk_cache_hot) {
1828                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
1829                 return 0;
1830         }
1831         return 1;
1832 }
1833
1834 /*
1835  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
1836  * part of active balancing operations within "domain".
1837  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
1838  *
1839  * Called with both runqueues locked.
1840  */
1841 static int
1842 move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1843               struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
1844 {
1845         struct task_struct *p, *n;
1846         struct cfs_rq *cfs_rq;
1847         int pinned = 0;
1848
1849         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, cfs_rq) {
1850                 list_for_each_entry_safe(p, n, &cfs_rq->tasks, se.group_node) {
1851
1852                         if (!can_migrate_task(p, busiest, this_cpu,
1853                                                 sd, idle, &pinned))
1854                                 continue;
1855
1856                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
1857                         /*
1858                          * Right now, this is only the second place pull_task()
1859                          * is called, so we can safely collect pull_task()
1860                          * stats here rather than inside pull_task().
1861                          */
1862                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
1863                         return 1;
1864                 }
1865         }
1866
1867         return 0;
1868 }
1869
1870 static unsigned long
1871 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1872               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1873               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1874               int *this_best_prio, struct cfs_rq *busiest_cfs_rq)
1875 {
1876         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
1877         long rem_load_move = max_load_move;
1878         struct task_struct *p, *n;
1879
1880         if (max_load_move == 0)
1881                 goto out;
1882
1883         pinned = 1;
1884
1885         list_for_each_entry_safe(p, n, &busiest_cfs_rq->tasks, se.group_node) {
1886                 if (loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
1887                         break;
1888
1889                 if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
1890                     !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned))
1891                         continue;
1892
1893                 pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
1894                 pulled++;
1895                 rem_load_move -= p->se.load.weight;
1896
1897 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1898                 /*
1899                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
1900                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
1901                  * the critical section.
1902                  */
1903                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
1904                         break;
1905 #endif
1906
1907                 /*
1908                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
1909                  * weighted load.
1910                  */
1911                 if (rem_load_move <= 0)
1912                         break;
1913
1914                 if (p->prio < *this_best_prio)
1915                         *this_best_prio = p->prio;
1916         }
1917 out:
1918         /*
1919          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
1920          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
1921          * inside pull_task().
1922          */
1923         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
1924
1925         if (all_pinned)
1926                 *all_pinned = pinned;
1927
1928         return max_load_move - rem_load_move;
1929 }
1930
1931 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1932 static unsigned long
1933 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1934                   unsigned long max_load_move,
1935                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1936                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1937 {
1938         long rem_load_move = max_load_move;
1939         int busiest_cpu = cpu_of(busiest);
1940         struct task_group *tg;
1941
1942         rcu_read_lock();
1943         update_h_load(busiest_cpu);
1944
1945         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
1946                 struct cfs_rq *busiest_cfs_rq = tg->cfs_rq[busiest_cpu];
1947                 unsigned long busiest_h_load = busiest_cfs_rq->h_load;
1948                 unsigned long busiest_weight = busiest_cfs_rq->load.weight;
1949                 u64 rem_load, moved_load;
1950
1951                 /*
1952                  * empty group
1953                  */
1954                 if (!busiest_cfs_rq->task_weight)
1955                         continue;
1956
1957                 rem_load = (u64)rem_load_move * busiest_weight;
1958                 rem_load = div_u64(rem_load, busiest_h_load + 1);
1959
1960                 moved_load = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1961                                 rem_load, sd, idle, all_pinned, this_best_prio,
1962                                 busiest_cfs_rq);
1963
1964                 if (!moved_load)
1965                         continue;
1966
1967                 moved_load *= busiest_h_load;
1968                 moved_load = div_u64(moved_load, busiest_weight + 1);
1969
1970                 rem_load_move -= moved_load;
1971                 if (rem_load_move < 0)
1972                         break;
1973         }
1974         rcu_read_unlock();
1975
1976         return max_load_move - rem_load_move;
1977 }
1978 #else
1979 static unsigned long
1980 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1981                   unsigned long max_load_move,
1982                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1983                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1984 {
1985         return balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1986                         max_load_move, sd, idle, all_pinned,
1987                         this_best_prio, &busiest->cfs);
1988 }
1989 #endif
1990
1991 /*
1992  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
1993  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
1994  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
1995  *
1996  * Called with both runqueues locked.
1997  */
1998 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1999                       unsigned long max_load_move,
2000                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2001                       int *all_pinned)
2002 {
2003         unsigned long total_load_moved = 0, load_moved;
2004         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
2005
2006         do {
2007                 load_moved = load_balance_fair(this_rq, this_cpu, busiest,
2008                                 max_load_move - total_load_moved,
2009                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
2010
2011                 total_load_moved += load_moved;
2012
2013 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2014                 /*
2015                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
2016                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
2017                  * the critical section.
2018                  */
2019                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
2020                         break;
2021
2022                 if (raw_spin_is_contended(&this_rq->lock) ||
2023                                 raw_spin_is_contended(&busiest->lock))
2024                         break;
2025 #endif
2026         } while (load_moved && max_load_move > total_load_moved);
2027
2028         return total_load_moved > 0;
2029 }
2030
2031 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
2032 /*
2033  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
2034  *              during load balancing.
2035  */
2036 struct sd_lb_stats {
2037         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
2038         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
2039         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
2040         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
2041         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
2042
2043         /** Statistics of this group */
2044         unsigned long this_load;
2045         unsigned long this_load_per_task;
2046         unsigned long this_nr_running;
2047
2048         /* Statistics of the busiest group */
2049         unsigned long max_load;
2050         unsigned long busiest_load_per_task;
2051         unsigned long busiest_nr_running;
2052         unsigned long busiest_group_capacity;
2053
2054         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
2055 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2056         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
2057         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
2058         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
2059         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
2060         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
2061         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
2062 #endif
2063 };
2064
2065 /*
2066  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
2067  */
2068 struct sg_lb_stats {
2069         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
2070         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
2071         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
2072         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
2073         unsigned long group_capacity;
2074         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
2075 };
2076
2077 /**
2078  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
2079  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
2080  */
2081 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
2082 {
2083         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
2084 }
2085
2086 /**
2087  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
2088  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
2089  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
2090  */
2091 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
2092                                         enum cpu_idle_type idle)
2093 {
2094         int load_idx;
2095
2096         switch (idle) {
2097         case CPU_NOT_IDLE:
2098                 load_idx = sd->busy_idx;
2099                 break;
2100
2101         case CPU_NEWLY_IDLE:
2102                 load_idx = sd->newidle_idx;
2103                 break;
2104         default:
2105                 load_idx = sd->idle_idx;
2106                 break;
2107         }
2108
2109         return load_idx;
2110 }
2111
2112
2113 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2114 /**
2115  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
2116  * the given sched_domain, during load balancing.
2117  *
2118  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
2119  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
2120  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
2121  */
2122 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2123         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2124 {
2125         /*
2126          * Busy processors will not participate in power savings
2127          * balance.
2128          */
2129         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2130                 sds->power_savings_balance = 0;
2131         else {
2132                 sds->power_savings_balance = 1;
2133                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
2134                 sds->leader_nr_running = 0;
2135         }
2136 }
2137
2138 /**
2139  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
2140  * sched_domain while performing load balancing.
2141  *
2142  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
2143  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2144  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
2145  *              load balancing ?
2146  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
2147  */
2148 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
2149         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
2150 {
2151
2152         if (!sds->power_savings_balance)
2153                 return;
2154
2155         /*
2156          * If the local group is idle or completely loaded
2157          * no need to do power savings balance at this domain
2158          */
2159         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2160                                 !sds->this_nr_running))
2161                 sds->power_savings_balance = 0;
2162
2163         /*
2164          * If a group is already running at full capacity or idle,
2165          * don't include that group in power savings calculations
2166          */
2167         if (!sds->power_savings_balance ||
2168                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2169                 !sgs->sum_nr_running)
2170                 return;
2171
2172         /*
2173          * Calculate the group which has the least non-idle load.
2174          * This is the group from where we need to pick up the load
2175          * for saving power
2176          */
2177         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
2178             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
2179              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
2180                 sds->group_min = group;
2181                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2182                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
2183                                                 sgs->sum_nr_running;
2184         }
2185
2186         /*
2187          * Calculate the group which is almost near its
2188          * capacity but still has some space to pick up some load
2189          * from other group and save more power
2190          */
2191         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
2192                 return;
2193
2194         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
2195             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
2196              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
2197                 sds->group_leader = group;
2198                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2199         }
2200 }
2201
2202 /**
2203  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
2204  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2205  *      under consideration.
2206  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
2207  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2208  *
2209  * Description:
2210  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
2211  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
2212  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
2213  *
2214  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
2215  * Else returns 0.
2216  */
2217 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2218                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2219 {
2220         if (!sds->power_savings_balance)
2221                 return 0;
2222
2223         if (sds->this != sds->group_leader ||
2224                         sds->group_leader == sds->group_min)
2225                 return 0;
2226
2227         *imbalance = sds->min_load_per_task;
2228         sds->busiest = sds->group_min;
2229
2230         return 1;
2231
2232 }
2233 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2234 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2235         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2236 {
2237         return;
2238 }
2239
2240 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
2241         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
2242 {
2243         return;
2244 }
2245
2246 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2247                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2248 {
2249         return 0;
2250 }
2251 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2252
2253
2254 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2255 {
2256         return SCHED_LOAD_SCALE;
2257 }
2258
2259 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2260 {
2261         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
2262 }
2263
2264 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2265 {
2266         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
2267         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
2268
2269         smt_gain /= weight;
2270
2271         return smt_gain;
2272 }
2273
2274 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2275 {
2276         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
2277 }
2278
2279 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
2280 {
2281         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2282         u64 total, available;
2283
2284         sched_avg_update(rq);
2285
2286         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
2287         available = total - rq->rt_avg;
2288
2289         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
2290                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
2291
2292         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2293
2294         return div_u64(available, total);
2295 }
2296
2297 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2298 {
2299         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
2300         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
2301         struct sched_group *sdg = sd->groups;
2302
2303         if (sched_feat(ARCH_POWER))
2304                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
2305         else
2306                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
2307
2308         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2309
2310         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
2311                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
2312                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
2313                 else
2314                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
2315
2316                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2317         }
2318
2319         power *= scale_rt_power(cpu);
2320         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2321
2322         if (!power)
2323                 power = 1;
2324
2325         sdg->cpu_power = power;
2326 }
2327
2328 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2329 {
2330         struct sched_domain *child = sd->child;
2331         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
2332         unsigned long power;
2333
2334         if (!child) {
2335                 update_cpu_power(sd, cpu);
2336                 return;
2337         }
2338
2339         power = 0;
2340
2341         group = child->groups;
2342         do {
2343                 power += group->cpu_power;
2344                 group = group->next;
2345         } while (group != child->groups);
2346
2347         sdg->cpu_power = power;
2348 }
2349
2350 /**
2351  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2352  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
2353  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
2354  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2355  * @idle: Idle status of this_cpu
2356  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
2357  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
2358  * @local_group: Does group contain this_cpu.
2359  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2360  * @balance: Should we balance.
2361  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
2362  */
2363 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
2364                         struct sched_group *group, int this_cpu,
2365                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
2366                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
2367                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
2368 {
2369         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
2370         int i;
2371         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
2372         unsigned long avg_load_per_task = 0;
2373
2374         if (local_group)
2375                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
2376
2377         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2378         max_cpu_load = 0;
2379         min_cpu_load = ~0UL;
2380
2381         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
2382                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
2383
2384                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
2385                         *sd_idle = 0;
2386
2387                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2388                 if (local_group) {
2389                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
2390                                 first_idle_cpu = 1;
2391                                 balance_cpu = i;
2392                         }
2393
2394                         load = target_load(i, load_idx);
2395                 } else {
2396                         load = source_load(i, load_idx);
2397                         if (load > max_cpu_load)
2398                                 max_cpu_load = load;
2399                         if (min_cpu_load > load)
2400                                 min_cpu_load = load;
2401                 }
2402
2403                 sgs->group_load += load;
2404                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
2405                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
2406
2407         }
2408
2409         /*
2410          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
2411          * is eligible for doing load balancing at this and above
2412          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
2413          * to do the newly idle load balance.
2414          */
2415         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
2416             balance_cpu != this_cpu) {
2417                 *balance = 0;
2418                 return;
2419         }
2420
2421         update_group_power(sd, this_cpu);
2422
2423         /* Adjust by relative CPU power of the group */
2424         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
2425
2426         /*
2427          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
2428          * than the average weight of two tasks.
2429          *
2430          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
2431          *      might not be a suitable number - should we keep a
2432          *      normalized nr_running number somewhere that negates
2433          *      the hierarchy?
2434          */
2435         if (sgs->sum_nr_running)
2436                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
2437
2438         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
2439                 sgs->group_imb = 1;
2440
2441         sgs->group_capacity =
2442                 DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
2443 }
2444
2445 /**
2446  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2447  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
2448  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2449  * @idle: Idle status of this_cpu
2450  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
2451  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2452  * @balance: Should we balance.
2453  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
2454  */
2455 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2456                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
2457                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
2458                         struct sd_lb_stats *sds)
2459 {
2460         struct sched_domain *child = sd->child;
2461         struct sched_group *group = sd->groups;
2462         struct sg_lb_stats sgs;
2463         int load_idx, prefer_sibling = 0;
2464
2465         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
2466                 prefer_sibling = 1;
2467
2468         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
2469         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
2470
2471         do {
2472                 int local_group;
2473
2474                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2475                                                sched_group_cpus(group));
2476                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
2477                 update_sg_lb_stats(sd, group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
2478                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
2479
2480                 if (local_group && !(*balance))
2481                         return;
2482
2483                 sds->total_load += sgs.group_load;
2484                 sds->total_pwr += group->cpu_power;
2485
2486                 /*
2487                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
2488                  * first, lower the group capacity to one so that we'll try
2489                  * and move all the excess tasks away.
2490                  */
2491                 if (prefer_sibling)
2492                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
2493
2494                 if (local_group) {
2495                         sds->this_load = sgs.avg_load;
2496                         sds->this = group;
2497                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2498                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2499                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
2500                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
2501                                 sgs.group_imb)) {
2502                         sds->max_load = sgs.avg_load;
2503                         sds->busiest = group;
2504                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2505                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
2506                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2507                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
2508                 }
2509
2510                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
2511                 group = group->next;
2512         } while (group != sd->groups);
2513 }
2514
2515 /**
2516  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
2517  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
2518  *                      load balancing.
2519  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2520  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
2521  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2522  */
2523 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
2524                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2525 {
2526         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
2527         unsigned int imbn = 2;
2528         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
2529
2530         if (sds->this_nr_running) {
2531                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
2532                 if (sds->busiest_load_per_task >
2533                                 sds->this_load_per_task)
2534                         imbn = 1;
2535         } else
2536                 sds->this_load_per_task =
2537                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2538
2539         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
2540                                                  * SCHED_LOAD_SCALE;
2541         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->cpu_power;
2542
2543         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
2544                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
2545                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2546                 return;
2547         }
2548
2549         /*
2550          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
2551          * however we may be able to increase total CPU power used by
2552          * moving them.
2553          */
2554
2555         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
2556                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
2557         pwr_now += sds->this->cpu_power *
2558                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
2559         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
2560
2561         /* Amount of load we'd subtract */
2562         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2563                 sds->busiest->cpu_power;
2564         if (sds->max_load > tmp)
2565                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
2566                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
2567
2568         /* Amount of load we'd add */
2569         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
2570                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
2571                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
2572                         sds->this->cpu_power;
2573         else
2574                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2575                         sds->this->cpu_power;
2576         pwr_move += sds->this->cpu_power *
2577                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
2578         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
2579
2580         /* Move if we gain throughput */
2581         if (pwr_move > pwr_now)
2582                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2583 }
2584
2585 /**
2586  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
2587  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
2588  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2589  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
2590  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
2591  */
2592 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
2593                 unsigned long *imbalance)
2594 {
2595         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
2596
2597         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
2598         if (sds->group_imb) {
2599                 sds->busiest_load_per_task =
2600                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
2601         }
2602
2603         /*
2604          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
2605          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
2606          * its cpu_power, while calculating max_load..)
2607          */
2608         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
2609                 *imbalance = 0;
2610                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2611         }
2612
2613         if (!sds->group_imb) {
2614                 /*
2615                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
2616                  */
2617                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
2618                                                 sds->busiest_group_capacity);
2619
2620                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_LOAD_SCALE);
2621
2622                 load_above_capacity /= sds->busiest->cpu_power;
2623         }
2624
2625         /*
2626          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
2627          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
2628          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
2629          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
2630          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
2631          * for the minimum possible imbalance.
2632          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
2633          * with unsigned longs.
2634          */
2635         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
2636
2637         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
2638         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
2639                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
2640                         / SCHED_LOAD_SCALE;
2641
2642         /*
2643          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
2644          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
2645          * a think about bumping its value to force at least one task to be
2646          * moved
2647          */
2648         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
2649                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2650
2651 }
2652 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
2653
2654 /**
2655  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
2656  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
2657  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
2658  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
2659  * such a group exists.
2660  *
2661  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
2662  * to restore balance.
2663  *
2664  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
2665  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
2666  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
2667  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
2668  * @idle: The idle status of this_cpu.
2669  * @sd_idle: The idleness of sd
2670  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
2671  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
2672  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
2673  *
2674  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
2675  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
2676  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
2677  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
2678  */
2679 static struct sched_group *
2680 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2681                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
2682                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
2683 {
2684         struct sd_lb_stats sds;
2685
2686         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
2687
2688         /*
2689          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
2690          * this level.
2691          */
2692         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
2693                                         balance, &sds);
2694
2695         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
2696         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
2697          *    at this level.
2698          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
2699          * 3) This group is the busiest group.
2700          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
2701          *    sched_domain.
2702          * 5) The imbalance is within the specified limit.
2703          */
2704         if (!(*balance))
2705                 goto ret;
2706
2707         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
2708                 goto out_balanced;
2709
2710         if (sds.this_load >= sds.max_load)
2711                 goto out_balanced;
2712
2713         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
2714
2715         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
2716                 goto out_balanced;
2717
2718         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
2719                 goto out_balanced;
2720
2721         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
2722         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
2723         return sds.busiest;
2724
2725 out_balanced:
2726         /*
2727          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
2728          * to save power.
2729          */
2730         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
2731                 return sds.busiest;
2732 ret:
2733         *imbalance = 0;
2734         return NULL;
2735 }
2736
2737 /*
2738  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
2739  */
2740 static struct rq *
2741 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
2742                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
2743 {
2744         struct rq *busiest = NULL, *rq;
2745         unsigned long max_load = 0;
2746         int i;
2747
2748         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2749                 unsigned long power = power_of(i);
2750                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
2751                 unsigned long wl;
2752
2753                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
2754                         continue;
2755
2756                 rq = cpu_rq(i);
2757                 wl = weighted_cpuload(i);
2758
2759                 /*
2760                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
2761                  * which is not scaled with the cpu power.
2762                  */
2763                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
2764                         continue;
2765
2766                 /*
2767                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
2768                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
2769                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
2770                  * running at a lower capacity.
2771                  */
2772                 wl = (wl * SCHED_LOAD_SCALE) / power;
2773
2774                 if (wl > max_load) {
2775                         max_load = wl;
2776                         busiest = rq;
2777                 }
2778         }
2779
2780         return busiest;
2781 }
2782
2783 /*
2784  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
2785  * so long as it is large enough.
2786  */
2787 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
2788
2789 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
2790 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
2791
2792 static int need_active_balance(struct sched_domain *sd, int sd_idle, int idle)
2793 {
2794         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
2795                 /*
2796                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
2797                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
2798                  * package.
2799                  *
2800                  * The package power saving logic comes from
2801                  * find_busiest_group(). If there are no imbalance, then
2802                  * f_b_g() will return NULL. However when sched_mc={1,2} then
2803                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
2804                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
2805                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
2806                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
2807                  * action will be taken in load_balance_newidle().
2808                  *
2809                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
2810                  * will be more than one task in the source run queue and
2811                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
2812                  * active balance code will not be triggered.
2813                  */
2814                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
2815                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2816                         return 0;
2817
2818                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
2819                         return 0;
2820         }
2821
2822         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
2823 }
2824
2825 /*
2826  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
2827  * tasks if there is an imbalance.
2828  */
2829 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
2830                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2831                         int *balance)
2832 {
2833         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
2834         struct sched_group *group;
2835         unsigned long imbalance;
2836         struct rq *busiest;
2837         unsigned long flags;
2838         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
2839
2840         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
2841
2842         /*
2843          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
2844          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
2845          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
2846          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
2847          */
2848         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
2849             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2850                 sd_idle = 1;
2851
2852         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
2853
2854 redo:
2855         update_shares(sd);
2856         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
2857                                    cpus, balance);
2858
2859         if (*balance == 0)
2860                 goto out_balanced;
2861
2862         if (!group) {
2863                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
2864                 goto out_balanced;
2865         }
2866
2867         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
2868         if (!busiest) {
2869                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
2870                 goto out_balanced;
2871         }
2872
2873         BUG_ON(busiest == this_rq);
2874
2875         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
2876
2877         ld_moved = 0;
2878         if (busiest->nr_running > 1) {
2879                 /*
2880                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
2881                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
2882                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
2883                  * correctly treated as an imbalance.
2884                  */
2885                 local_irq_save(flags);
2886                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
2887                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
2888                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
2889                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
2890                 local_irq_restore(flags);
2891
2892                 /*
2893                  * some other cpu did the load balance for us.
2894                  */
2895                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
2896                         resched_cpu(this_cpu);
2897
2898                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
2899                 if (unlikely(all_pinned)) {
2900                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
2901                         if (!cpumask_empty(cpus))
2902                                 goto redo;
2903                         goto out_balanced;
2904                 }
2905         }
2906
2907         if (!ld_moved) {
2908                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
2909                 sd->nr_balance_failed++;
2910
2911                 if (need_active_balance(sd, sd_idle, idle)) {
2912                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
2913
2914                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
2915                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
2916                          */
2917                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
2918                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
2919                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
2920                                                             flags);
2921                                 all_pinned = 1;
2922                                 goto out_one_pinned;
2923                         }
2924
2925                         if (!busiest->active_balance) {
2926                                 busiest->active_balance = 1;
2927                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
2928                                 active_balance = 1;
2929                         }
2930                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
2931                         if (active_balance)
2932                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
2933
2934                         /*
2935                          * We've kicked active balancing, reset the failure
2936                          * counter.
2937                          */
2938                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
2939                 }
2940         } else
2941                 sd->nr_balance_failed = 0;
2942
2943         if (likely(!active_balance)) {
2944                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
2945                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
2946         } else {
2947                 /*
2948                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
2949                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
2950                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
2951                  * move_tasks).
2952                  */
2953                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
2954                         sd->balance_interval *= 2;
2955         }
2956
2957         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
2958             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2959                 ld_moved = -1;
2960
2961         goto out;
2962
2963 out_balanced:
2964         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
2965
2966         sd->nr_balance_failed = 0;
2967
2968 out_one_pinned:
2969         /* tune up the balancing interval */
2970         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
2971                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
2972                 sd->balance_interval *= 2;
2973
2974         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
2975             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2976                 ld_moved = -1;
2977         else
2978                 ld_moved = 0;
2979 out:
2980         if (ld_moved)
2981                 update_shares(sd);
2982         return ld_moved;
2983 }
2984
2985 /*
2986  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
2987  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
2988  */
2989 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
2990 {
2991         struct sched_domain *sd;
2992         int pulled_task = 0;
2993         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
2994
2995         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
2996
2997         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
2998                 return;
2999
3000         /*
3001          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
3002          */
3003         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
3004
3005         for_each_domain(this_cpu, sd) {
3006                 unsigned long interval;
3007                 int balance = 1;
3008
3009                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3010                         continue;
3011
3012                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
3013                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
3014                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
3015                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
3016                 }
3017
3018                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
3019                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
3020                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3021                 if (pulled_task) {
3022                         this_rq->idle_stamp = 0;
3023                         break;
3024                 }
3025         }
3026
3027         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
3028
3029         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
3030                 /*
3031                  * We are going idle. next_balance may be set based on
3032                  * a busy processor. So reset next_balance.
3033                  */
3034                 this_rq->next_balance = next_balance;
3035         }
3036 }
3037
3038 /*
3039  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
3040  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
3041  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
3042  * logical imbalances.
3043  *
3044  * Called with busiest_rq locked.
3045  */
3046 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
3047 {
3048         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
3049         struct sched_domain *sd;
3050         struct rq *target_rq;
3051
3052         /* Is there any task to move? */
3053         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
3054                 return;
3055
3056         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
3057
3058         /*
3059          * This condition is "impossible", if it occurs
3060          * we need to fix it. Originally reported by
3061          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
3062          */
3063         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
3064
3065         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
3066         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
3067
3068         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
3069         for_each_domain(target_cpu, sd) {
3070                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
3071                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
3072                                 break;
3073         }
3074
3075         if (likely(sd)) {
3076                 schedstat_inc(sd, alb_count);
3077
3078                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
3079                                   sd, CPU_IDLE))
3080                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
3081                 else
3082                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
3083         }
3084         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
3085 }
3086
3087 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3088 static struct {
3089         atomic_t load_balancer;
3090         cpumask_var_t cpu_mask;
3091         cpumask_var_t ilb_grp_nohz_mask;
3092 } nohz ____cacheline_aligned = {
3093         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
3094 };
3095
3096 int get_nohz_load_balancer(void)
3097 {
3098         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
3099 }
3100
3101 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3102 /**
3103  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
3104  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
3105  *              be returned.
3106  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
3107  *              for the given cpu.
3108  *
3109  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
3110  */
3111 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
3112 {
3113         struct sched_domain *sd;
3114
3115         for_each_domain(cpu, sd)
3116                 if (sd && (sd->flags & flag))
3117                         break;
3118
3119         return sd;
3120 }
3121
3122 /**
3123  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
3124  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
3125  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
3126  *              for cpu.
3127  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
3128  *
3129  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
3130  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
3131  */
3132 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
3133         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
3134                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
3135
3136 /**
3137  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
3138  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
3139  *
3140  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
3141  *
3142  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
3143  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
3144  * sched_group is semi-idle or not.
3145  */
3146 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
3147 {
3148         cpumask_and(nohz.ilb_grp_nohz_mask, nohz.cpu_mask,
3149                                         sched_group_cpus(ilb_group));
3150
3151         /*
3152          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
3153          * and atleast one idle cpu.
3154          */
3155         if (cpumask_empty(nohz.ilb_grp_nohz_mask))
3156                 return 0;
3157
3158         if (cpumask_equal(nohz.ilb_grp_nohz_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
3159                 return 0;
3160
3161         return 1;
3162 }
3163 /**
3164  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
3165  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
3166  *
3167  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
3168  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
3169  *
3170  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
3171  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
3172  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
3173  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
3174  */
3175 static int find_new_ilb(int cpu)
3176 {
3177         struct sched_domain *sd;
3178         struct sched_group *ilb_group;
3179
3180         /*
3181          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
3182          * when power-aware load balancing is enabled
3183          */
3184         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
3185                 goto out_done;
3186
3187         /*
3188          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
3189          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
3190          */
3191         if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) < 2)
3192                 goto out_done;
3193
3194         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
3195                 ilb_group = sd->groups;
3196
3197                 do {
3198                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
3199                                 return cpumask_first(nohz.ilb_grp_nohz_mask);
3200
3201                         ilb_group = ilb_group->next;
3202
3203                 } while (ilb_group != sd->groups);
3204         }
3205
3206 out_done:
3207         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
3208 }
3209 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
3210 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
3211 {
3212         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
3213 }
3214 #endif
3215
3216 /*
3217  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
3218  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
3219  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
3220  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
3221  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
3222  * arrives...
3223  *
3224  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
3225  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
3226  * nohz.cpu_mask..
3227  *
3228  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
3229  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
3230  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
3231  * there is no need for ilb owner.
3232  *
3233  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
3234  * next busy scheduler_tick()
3235  */
3236 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
3237 {
3238         int cpu = smp_processor_id();
3239
3240         if (stop_tick) {
3241                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
3242
3243                 if (!cpu_active(cpu)) {
3244                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
3245                                 return 0;
3246
3247                         /*
3248                          * If we are going offline and still the leader,
3249                          * give up!
3250                          */
3251                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3252                                 BUG();
3253
3254                         return 0;
3255                 }
3256
3257                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
3258
3259                 /* time for ilb owner also to sleep */
3260                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_active_cpus()) {
3261                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3262                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3263                         return 0;
3264                 }
3265
3266                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
3267                         /* make me the ilb owner */
3268                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
3269                                 return 1;
3270                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
3271                         int new_ilb;
3272
3273                         if (!(sched_smt_power_savings ||
3274                                                 sched_mc_power_savings))
3275                                 return 1;
3276                         /*
3277                          * Check to see if there is a more power-efficient
3278                          * ilb.
3279                          */
3280                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
3281                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
3282                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3283                                 resched_cpu(new_ilb);
3284                                 return 0;
3285                         }
3286                         return 1;
3287                 }
3288         } else {
3289                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
3290                         return 0;
3291
3292                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
3293
3294                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3295                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3296                                 BUG();
3297         }
3298         return 0;
3299 }
3300 #endif
3301
3302 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
3303
3304 /*
3305  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
3306  * and initiates a balancing operation if so.
3307  *
3308  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
3309  */
3310 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
3311 {
3312         int balance = 1;
3313         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3314         unsigned long interval;
3315         struct sched_domain *sd;
3316         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
3317         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
3318         int update_next_balance = 0;
3319         int need_serialize;
3320
3321         for_each_domain(cpu, sd) {
3322                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3323                         continue;
3324
3325                 interval = sd->balance_interval;
3326                 if (idle != CPU_IDLE)
3327                         interval *= sd->busy_factor;
3328
3329                 /* scale ms to jiffies */
3330                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
3331                 if (unlikely(!interval))
3332                         interval = 1;
3333                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
3334                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
3335
3336                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
3337
3338                 if (need_serialize) {
3339                         if (!spin_trylock(&balancing))
3340                                 goto out;
3341                 }
3342
3343                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
3344                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
3345                                 /*
3346                                  * We've pulled tasks over so either we're no
3347                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
3348                                  * not idle.
3349                                  */
3350                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
3351                         }
3352                         sd->last_balance = jiffies;
3353                 }
3354                 if (need_serialize)
3355                         spin_unlock(&balancing);
3356 out:
3357                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
3358                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3359                         update_next_balance = 1;
3360                 }
3361
3362                 /*
3363                  * Stop the load balance at this level. There is another
3364                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
3365                  * actively.
3366                  */
3367                 if (!balance)
3368                         break;
3369         }
3370
3371         /*
3372          * next_balance will be updated only when there is a need.
3373          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
3374          * updated.
3375          */
3376         if (likely(update_next_balance))
3377                 rq->next_balance = next_balance;
3378 }
3379
3380 /*
3381  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
3382  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
3383  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
3384  */
3385 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
3386 {
3387         int this_cpu = smp_processor_id();
3388         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3389         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
3390                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
3391
3392         rebalance_domains(this_cpu, idle);
3393
3394 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3395         /*
3396          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
3397          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
3398          * stopped.
3399          */
3400         if (this_rq->idle_at_tick &&
3401             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
3402                 struct rq *rq;
3403                 int balance_cpu;
3404
3405                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
3406                         if (balance_cpu == this_cpu)
3407                                 continue;
3408
3409                         /*
3410                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
3411                          * work being done for other cpus. Next load
3412                          * balancing owner will pick it up.
3413                          */
3414                         if (need_resched())
3415                                 break;
3416
3417                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
3418
3419                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
3420                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
3421                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
3422                 }
3423         }
3424 #endif
3425 }
3426
3427 static inline int on_null_domain(int cpu)
3428 {
3429         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
3430 }
3431
3432 /*
3433  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
3434  *
3435  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
3436  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
3437  * if the whole system is idle.
3438  */
3439 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
3440 {
3441 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3442         /*
3443          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
3444          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
3445          * load balancer.
3446          */
3447         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
3448                 rq->in_nohz_recently = 0;
3449
3450                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
3451                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
3452                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3453                 }
3454
3455                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
3456                         int ilb = find_new_ilb(cpu);
3457
3458                         if (ilb < nr_cpu_ids)
3459                                 resched_cpu(ilb);
3460                 }
3461         }
3462
3463         /*
3464          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
3465          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
3466          */
3467         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
3468             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
3469                 resched_cpu(cpu);
3470                 return;
3471         }
3472
3473         /*
3474          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
3475          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
3476          */
3477         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
3478             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
3479                 return;
3480 #endif
3481         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
3482         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
3483             likely(!on_null_domain(cpu)))
3484                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
3485 }
3486
3487 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
3488 {
3489         update_sysctl();
3490 }
3491
3492 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
3493 {
3494         update_sysctl();
3495 }
3496
3497 #else   /* CONFIG_SMP */
3498
3499 /*
3500  * on UP we do not need to balance between CPUs:
3501  */
3502 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
3503 {
3504 }
3505
3506 #endif /* CONFIG_SMP */
3507
3508 /*
3509  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
3510  */
3511 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
3512 {
3513         struct cfs_rq *cfs_rq;
3514         struct sched_entity *se = &curr->se;
3515
3516         for_each_sched_entity(se) {
3517                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3518                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
3519         }
3520 }
3521
3522 /*
3523  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
3524  *  - child not yet on the tasklist
3525  *  - preemption disabled
3526  */
3527 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
3528 {
3529         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(current);
3530         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
3531         int this_cpu = smp_processor_id();
3532         struct rq *rq = this_rq();
3533         unsigned long flags;
3534
3535         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3536
3537         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu))
3538                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
3539
3540         update_curr(cfs_rq);
3541
3542         if (curr)
3543                 se->vruntime = curr->vruntime;
3544         place_entity(cfs_rq, se, 1);
3545
3546         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
3547                 /*
3548                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
3549                  * 'current' within the tree based on its new key value.
3550                  */
3551                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
3552                 resched_task(rq->curr);
3553         }
3554
3555         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3556
3557         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3558 }
3559
3560 /*
3561  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
3562  * the current task.
3563  */
3564 static void prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3565                               int oldprio, int running)
3566 {
3567         /*
3568          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
3569          * our priority decreased, or if we are not currently running on
3570          * this runqueue and our priority is higher than the current's
3571          */
3572         if (running) {
3573                 if (p->prio > oldprio)
3574                         resched_task(rq->curr);
3575         } else
3576                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3577 }
3578
3579 /*
3580  * We switched to the sched_fair class.
3581  */
3582 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3583                              int running)
3584 {
3585         /*
3586          * We were most likely switched from sched_rt, so
3587          * kick off the schedule if running, otherwise just see
3588          * if we can still preempt the current task.
3589          */
3590         if (running)
3591                 resched_task(rq->curr);
3592         else
3593                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3594 }
3595
3596 /* Account for a task changing its policy or group.
3597  *
3598  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
3599  * migrates between groups/classes.
3600  */
3601 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
3602 {
3603         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
3604
3605         for_each_sched_entity(se)
3606                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
3607 }
3608
3609 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3610 static void moved_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
3611 {
3612         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
3613
3614         update_curr(cfs_rq);
3615         if (!on_rq)
3616                 place_entity(cfs_rq, &p->se, 1);
3617 }
3618 #endif
3619
3620 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
3621 {
3622         struct sched_entity *se = &task->se;
3623         unsigned int rr_interval = 0;
3624
3625         /*
3626          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
3627          * idle runqueue:
3628          */
3629         if (rq->cfs.load.weight)
3630                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
3631
3632         return rr_interval;
3633 }
3634
3635 /*
3636  * All the scheduling class methods:
3637  */
3638 static const struct sched_class fair_sched_class = {
3639         .next                   = &idle_sched_class,
3640         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
3641         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
3642         .yield_task             = yield_task_fair,
3643
3644         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
3645
3646         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
3647         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
3648
3649 #ifdef CONFIG_SMP
3650         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
3651
3652         .rq_online              = rq_online_fair,
3653         .rq_offline             = rq_offline_fair,
3654
3655         .task_waking            = task_waking_fair,
3656 #endif
3657
3658         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
3659         .task_tick              = task_tick_fair,
3660         .task_fork              = task_fork_fair,
3661
3662         .prio_changed           = prio_changed_fair,
3663         .switched_to            = switched_to_fair,
3664
3665         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
3666
3667 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3668         .moved_group            = moved_group_fair,
3669 #endif
3670 };
3671
3672 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3673 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
3674 {
3675         struct cfs_rq *cfs_rq;
3676
3677         rcu_read_lock();
3678         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
3679                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
3680         rcu_read_unlock();
3681 }
3682 #endif