Merge branch 'linus' into sched/core
[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 = 6000000ULL;
39 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
40
41 /*
42  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
43  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
44  *
45  * Options are:
46  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
47  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
48  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
49  */
50 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
51         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
52
53 /*
54  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
55  * (default: 2 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
56  */
57 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 2000000ULL;
58 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 2000000ULL;
59
60 /*
61  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
62  */
63 static unsigned int sched_nr_latency = 3;
64
65 /*
66  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
67  * parent will (try to) run first.
68  */
69 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
70
71 /*
72  * sys_sched_yield() compat mode
73  *
74  * This option switches the agressive yield implementation of the
75  * old scheduler back on.
76  */
77 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
78
79 /*
80  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
81  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
82  *
83  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
84  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
85  * have immediate wakeup/sleep latencies.
86  */
87 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
88 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
89
90 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
91
92 static const struct sched_class fair_sched_class;
93
94 /**************************************************************
95  * CFS operations on generic schedulable entities:
96  */
97
98 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
99
100 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
101 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
102 {
103         return cfs_rq->rq;
104 }
105
106 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
107 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
108
109 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
110 {
111 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
112         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
113 #endif
114         return container_of(se, struct task_struct, se);
115 }
116
117 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
118 #define for_each_sched_entity(se) \
119                 for (; se; se = se->parent)
120
121 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
122 {
123         return p->se.cfs_rq;
124 }
125
126 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
127 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
128 {
129         return se->cfs_rq;
130 }
131
132 /* runqueue "owned" by this group */
133 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
134 {
135         return grp->my_q;
136 }
137
138 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
139  * another cpu ('this_cpu')
140  */
141 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
142 {
143         return cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
144 }
145
146 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
147 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
148         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
149
150 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
151 static inline int
152 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
153 {
154         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
155                 return 1;
156
157         return 0;
158 }
159
160 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
161 {
162         return se->parent;
163 }
164
165 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
166 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
167 {
168         int depth = 0;
169
170         for_each_sched_entity(se)
171                 depth++;
172
173         return depth;
174 }
175
176 static void
177 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
178 {
179         int se_depth, pse_depth;
180
181         /*
182          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
183          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
184          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
185          * parent.
186          */
187
188         /* First walk up until both entities are at same depth */
189         se_depth = depth_se(*se);
190         pse_depth = depth_se(*pse);
191
192         while (se_depth > pse_depth) {
193                 se_depth--;
194                 *se = parent_entity(*se);
195         }
196
197         while (pse_depth > se_depth) {
198                 pse_depth--;
199                 *pse = parent_entity(*pse);
200         }
201
202         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
203                 *se = parent_entity(*se);
204                 *pse = parent_entity(*pse);
205         }
206 }
207
208 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
209
210 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
211 {
212         return container_of(se, struct task_struct, se);
213 }
214
215 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
216 {
217         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
218 }
219
220 #define entity_is_task(se)      1
221
222 #define for_each_sched_entity(se) \
223                 for (; se; se = NULL)
224
225 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
226 {
227         return &task_rq(p)->cfs;
228 }
229
230 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
231 {
232         struct task_struct *p = task_of(se);
233         struct rq *rq = task_rq(p);
234
235         return &rq->cfs;
236 }
237
238 /* runqueue "owned" by this group */
239 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
240 {
241         return NULL;
242 }
243
244 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
245 {
246         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
247 }
248
249 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
250                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
251
252 static inline int
253 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
254 {
255         return 1;
256 }
257
258 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
259 {
260         return NULL;
261 }
262
263 static inline void
264 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
265 {
266 }
267
268 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
269
270
271 /**************************************************************
272  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
273  */
274
275 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
276 {
277         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
278         if (delta > 0)
279                 min_vruntime = vruntime;
280
281         return min_vruntime;
282 }
283
284 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
285 {
286         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
287         if (delta < 0)
288                 min_vruntime = vruntime;
289
290         return min_vruntime;
291 }
292
293 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
294                                 struct sched_entity *b)
295 {
296         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
297 }
298
299 static inline s64 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
300 {
301         return se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
302 }
303
304 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
305 {
306         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
307
308         if (cfs_rq->curr)
309                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
310
311         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
312                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
313                                                    struct sched_entity,
314                                                    run_node);
315
316                 if (!cfs_rq->curr)
317                         vruntime = se->vruntime;
318                 else
319                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
320         }
321
322         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
323 }
324
325 /*
326  * Enqueue an entity into the rb-tree:
327  */
328 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
329 {
330         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
331         struct rb_node *parent = NULL;
332         struct sched_entity *entry;
333         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
334         int leftmost = 1;
335
336         /*
337          * Find the right place in the rbtree:
338          */
339         while (*link) {
340                 parent = *link;
341                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
342                 /*
343                  * We dont care about collisions. Nodes with
344                  * the same key stay together.
345                  */
346                 if (key < entity_key(cfs_rq, entry)) {
347                         link = &parent->rb_left;
348                 } else {
349                         link = &parent->rb_right;
350                         leftmost = 0;
351                 }
352         }
353
354         /*
355          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
356          * used):
357          */
358         if (leftmost)
359                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
360
361         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
362         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
363 }
364
365 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
366 {
367         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
368                 struct rb_node *next_node;
369
370                 next_node = rb_next(&se->run_node);
371                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
372         }
373
374         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
375 }
376
377 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
378 {
379         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
380
381         if (!left)
382                 return NULL;
383
384         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
385 }
386
387 static struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
388 {
389         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
390
391         if (!last)
392                 return NULL;
393
394         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
395 }
396
397 /**************************************************************
398  * Scheduling class statistics methods:
399  */
400
401 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
402 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
403                 void __user *buffer, size_t *lenp,
404                 loff_t *ppos)
405 {
406         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
407         int factor = get_update_sysctl_factor();
408
409         if (ret || !write)
410                 return ret;
411
412         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
413                                         sysctl_sched_min_granularity);
414
415 #define WRT_SYSCTL(name) \
416         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
417         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
418         WRT_SYSCTL(sched_latency);
419         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
420         WRT_SYSCTL(sched_shares_ratelimit);
421 #undef WRT_SYSCTL
422
423         return 0;
424 }
425 #endif
426
427 /*
428  * delta /= w
429  */
430 static inline unsigned long
431 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
432 {
433         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
434                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
435
436         return delta;
437 }
438
439 /*
440  * The idea is to set a period in which each task runs once.
441  *
442  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
443  * this period because otherwise the slices get too small.
444  *
445  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
446  */
447 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
448 {
449         u64 period = sysctl_sched_latency;
450         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
451
452         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
453                 period = sysctl_sched_min_granularity;
454                 period *= nr_running;
455         }
456
457         return period;
458 }
459
460 /*
461  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
462  * proportional to the weight.
463  *
464  * s = p*P[w/rw]
465  */
466 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
467 {
468         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
469
470         for_each_sched_entity(se) {
471                 struct load_weight *load;
472                 struct load_weight lw;
473
474                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
475                 load = &cfs_rq->load;
476
477                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
478                         lw = cfs_rq->load;
479
480                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
481                         load = &lw;
482                 }
483                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
484         }
485         return slice;
486 }
487
488 /*
489  * We calculate the vruntime slice of a to be inserted task
490  *
491  * vs = s/w
492  */
493 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
494 {
495         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
496 }
497
498 /*
499  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
500  * are not in our scheduling class.
501  */
502 static inline void
503 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
504               unsigned long delta_exec)
505 {
506         unsigned long delta_exec_weighted;
507
508         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
509                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
510
511         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
512         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
513         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
514
515         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
516         update_min_vruntime(cfs_rq);
517 }
518
519 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
520 {
521         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
522         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock;
523         unsigned long delta_exec;
524
525         if (unlikely(!curr))
526                 return;
527
528         /*
529          * Get the amount of time the current task was running
530          * since the last time we changed load (this cannot
531          * overflow on 32 bits):
532          */
533         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
534         if (!delta_exec)
535                 return;
536
537         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
538         curr->exec_start = now;
539
540         if (entity_is_task(curr)) {
541                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
542
543                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
544                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
545                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
546         }
547 }
548
549 static inline void
550 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
551 {
552         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
553 }
554
555 /*
556  * Task is being enqueued - update stats:
557  */
558 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
559 {
560         /*
561          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
562          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
563          */
564         if (se != cfs_rq->curr)
565                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
566 }
567
568 static void
569 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
570 {
571         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
572                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
573         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
574         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
575                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
576 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
577         if (entity_is_task(se)) {
578                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
579                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
580         }
581 #endif
582         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
583 }
584
585 static inline void
586 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
587 {
588         /*
589          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
590          * waiting task:
591          */
592         if (se != cfs_rq->curr)
593                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
594 }
595
596 /*
597  * We are picking a new current task - update its stats:
598  */
599 static inline void
600 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
601 {
602         /*
603          * We are starting a new run period:
604          */
605         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
606 }
607
608 /**************************************************
609  * Scheduling class queueing methods:
610  */
611
612 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
613 static void
614 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
615 {
616         cfs_rq->task_weight += weight;
617 }
618 #else
619 static inline void
620 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
621 {
622 }
623 #endif
624
625 static void
626 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
627 {
628         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
629         if (!parent_entity(se))
630                 inc_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
631         if (entity_is_task(se)) {
632                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, se->load.weight);
633                 list_add(&se->group_node, &cfs_rq->tasks);
634         }
635         cfs_rq->nr_running++;
636         se->on_rq = 1;
637 }
638
639 static void
640 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
641 {
642         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
643         if (!parent_entity(se))
644                 dec_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
645         if (entity_is_task(se)) {
646                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, -se->load.weight);
647                 list_del_init(&se->group_node);
648         }
649         cfs_rq->nr_running--;
650         se->on_rq = 0;
651 }
652
653 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
654 {
655 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
656         struct task_struct *tsk = NULL;
657
658         if (entity_is_task(se))
659                 tsk = task_of(se);
660
661         if (se->statistics.sleep_start) {
662                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
663
664                 if ((s64)delta < 0)
665                         delta = 0;
666
667                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
668                         se->statistics.sleep_max = delta;
669
670                 se->statistics.sleep_start = 0;
671                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
672
673                 if (tsk) {
674                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
675                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
676                 }
677         }
678         if (se->statistics.block_start) {
679                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
680
681                 if ((s64)delta < 0)
682                         delta = 0;
683
684                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
685                         se->statistics.block_max = delta;
686
687                 se->statistics.block_start = 0;
688                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
689
690                 if (tsk) {
691                         if (tsk->in_iowait) {
692                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
693                                 se->statistics.iowait_count++;
694                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
695                         }
696
697                         /*
698                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
699                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
700                          * amount of time that the task spent sleeping:
701                          */
702                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
703                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
704                                                 (void *)get_wchan(tsk),
705                                                 delta >> 20);
706                         }
707                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
708                 }
709         }
710 #endif
711 }
712
713 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
714 {
715 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
716         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
717
718         if (d < 0)
719                 d = -d;
720
721         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
722                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
723 #endif
724 }
725
726 static void
727 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
728 {
729         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
730
731         /*
732          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
733          * however the extra weight of the new task will slow them down a
734          * little, place the new task so that it fits in the slot that
735          * stays open at the end.
736          */
737         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
738                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
739
740         /* sleeps up to a single latency don't count. */
741         if (!initial) {
742                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
743
744                 /*
745                  * Halve their sleep time's effect, to allow
746                  * for a gentler effect of sleepers:
747                  */
748                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
749                         thresh >>= 1;
750
751                 vruntime -= thresh;
752         }
753
754         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
755         vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
756
757         se->vruntime = vruntime;
758 }
759
760 static void
761 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
762 {
763         /*
764          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
765          * through callig update_curr().
766          */
767         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
768                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
769
770         /*
771          * Update run-time statistics of the 'current'.
772          */
773         update_curr(cfs_rq);
774         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
775
776         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
777                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
778                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
779         }
780
781         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
782         check_spread(cfs_rq, se);
783         if (se != cfs_rq->curr)
784                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
785 }
786
787 static void __clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
788 {
789         if (!se || cfs_rq->last == se)
790                 cfs_rq->last = NULL;
791
792         if (!se || cfs_rq->next == se)
793                 cfs_rq->next = NULL;
794 }
795
796 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
797 {
798         for_each_sched_entity(se)
799                 __clear_buddies(cfs_rq_of(se), se);
800 }
801
802 static void
803 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
804 {
805         /*
806          * Update run-time statistics of the 'current'.
807          */
808         update_curr(cfs_rq);
809
810         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
811         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
812 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
813                 if (entity_is_task(se)) {
814                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
815
816                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
817                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
818                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
819                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
820                 }
821 #endif
822         }
823
824         clear_buddies(cfs_rq, se);
825
826         if (se != cfs_rq->curr)
827                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
828         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
829         update_min_vruntime(cfs_rq);
830
831         /*
832          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
833          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
834          * movement in our normalized position.
835          */
836         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
837                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
838 }
839
840 /*
841  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
842  */
843 static void
844 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
845 {
846         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
847
848         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
849         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
850         if (delta_exec > ideal_runtime) {
851                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
852                 /*
853                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
854                  * re-elected due to buddy favours.
855                  */
856                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
857                 return;
858         }
859
860         /*
861          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
862          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
863          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
864          */
865         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
866                 return;
867
868         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
869                 return;
870
871         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
872                 struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
873                 s64 delta = curr->vruntime - se->vruntime;
874
875                 if (delta > ideal_runtime)
876                         resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
877         }
878 }
879
880 static void
881 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
882 {
883         /* 'current' is not kept within the tree. */
884         if (se->on_rq) {
885                 /*
886                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
887                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
888                  * runqueue.
889                  */
890                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
891                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
892         }
893
894         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
895         cfs_rq->curr = se;
896 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
897         /*
898          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
899          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
900          * when there are only lesser-weight tasks around):
901          */
902         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
903                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
904                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
905         }
906 #endif
907         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
908 }
909
910 static int
911 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
912
913 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
914 {
915         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
916         struct sched_entity *left = se;
917
918         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
919                 se = cfs_rq->next;
920
921         /*
922          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
923          */
924         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
925                 se = cfs_rq->last;
926
927         clear_buddies(cfs_rq, se);
928
929         return se;
930 }
931
932 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
933 {
934         /*
935          * If still on the runqueue then deactivate_task()
936          * was not called and update_curr() has to be done:
937          */
938         if (prev->on_rq)
939                 update_curr(cfs_rq);
940
941         check_spread(cfs_rq, prev);
942         if (prev->on_rq) {
943                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
944                 /* Put 'current' back into the tree. */
945                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
946         }
947         cfs_rq->curr = NULL;
948 }
949
950 static void
951 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
952 {
953         /*
954          * Update run-time statistics of the 'current'.
955          */
956         update_curr(cfs_rq);
957
958 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
959         /*
960          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
961          * validating it and just reschedule.
962          */
963         if (queued) {
964                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
965                 return;
966         }
967         /*
968          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
969          */
970         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
971                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
972                 return;
973 #endif
974
975         if (cfs_rq->nr_running > 1 || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
976                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
977 }
978
979 /**************************************************
980  * CFS operations on tasks:
981  */
982
983 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
984 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
985 {
986         struct sched_entity *se = &p->se;
987         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
988
989         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
990
991         if (hrtick_enabled(rq) && cfs_rq->nr_running > 1) {
992                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
993                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
994                 s64 delta = slice - ran;
995
996                 if (delta < 0) {
997                         if (rq->curr == p)
998                                 resched_task(p);
999                         return;
1000                 }
1001
1002                 /*
1003                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
1004                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
1005                  */
1006                 if (rq->curr != p)
1007                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
1008
1009                 hrtick_start(rq, delta);
1010         }
1011 }
1012
1013 /*
1014  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
1015  * current task is from our class and nr_running is low enough
1016  * to matter.
1017  */
1018 static void hrtick_update(struct rq *rq)
1019 {
1020         struct task_struct *curr = rq->curr;
1021
1022         if (curr->sched_class != &fair_sched_class)
1023                 return;
1024
1025         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
1026                 hrtick_start_fair(rq, curr);
1027 }
1028 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1029 static inline void
1030 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1031 {
1032 }
1033
1034 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
1035 {
1036 }
1037 #endif
1038
1039 /*
1040  * The enqueue_task method is called before nr_running is
1041  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
1042  * then put the task into the rbtree:
1043  */
1044 static void
1045 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1046 {
1047         struct cfs_rq *cfs_rq;
1048         struct sched_entity *se = &p->se;
1049
1050         for_each_sched_entity(se) {
1051                 if (se->on_rq)
1052                         break;
1053                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1054                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
1055                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1056         }
1057
1058         hrtick_update(rq);
1059 }
1060
1061 /*
1062  * The dequeue_task method is called before nr_running is
1063  * decreased. We remove the task from the rbtree and
1064  * update the fair scheduling stats:
1065  */
1066 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1067 {
1068         struct cfs_rq *cfs_rq;
1069         struct sched_entity *se = &p->se;
1070
1071         for_each_sched_entity(se) {
1072                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1073                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
1074                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
1075                 if (cfs_rq->load.weight)
1076                         break;
1077                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
1078         }
1079
1080         hrtick_update(rq);
1081 }
1082
1083 /*
1084  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
1085  *
1086  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
1087  */
1088 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
1089 {
1090         struct task_struct *curr = rq->curr;
1091         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1092         struct sched_entity *rightmost, *se = &curr->se;
1093
1094         /*
1095          * Are we the only task in the tree?
1096          */
1097         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
1098                 return;
1099
1100         clear_buddies(cfs_rq, se);
1101
1102         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield) && curr->policy != SCHED_BATCH) {
1103                 update_rq_clock(rq);
1104                 /*
1105                  * Update run-time statistics of the 'current'.
1106                  */
1107                 update_curr(cfs_rq);
1108
1109                 return;
1110         }
1111         /*
1112          * Find the rightmost entry in the rbtree:
1113          */
1114         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
1115         /*
1116          * Already in the rightmost position?
1117          */
1118         if (unlikely(!rightmost || entity_before(rightmost, se)))
1119                 return;
1120
1121         /*
1122          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
1123          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1124          * 'current' within the tree based on its new key value.
1125          */
1126         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
1127 }
1128
1129 #ifdef CONFIG_SMP
1130
1131 static void task_waking_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1132 {
1133         struct sched_entity *se = &p->se;
1134         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1135
1136         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1137 }
1138
1139 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1140 /*
1141  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
1142  *
1143  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
1144  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
1145  * can calculate the shift in shares.
1146  *
1147  * The problem is that perfectly aligning the shares is rather expensive, hence
1148  * we try to avoid doing that too often - see update_shares(), which ratelimits
1149  * this change.
1150  *
1151  * We compensate this by not only taking the current delta into account, but
1152  * also considering the delta between when the shares were last adjusted and
1153  * now.
1154  *
1155  * We still saw a performance dip, some tracing learned us that between
1156  * cgroup:/ and cgroup:/foo balancing the number of affine wakeups increased
1157  * significantly. Therefore try to bias the error in direction of failing
1158  * the affine wakeup.
1159  *
1160  */
1161 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
1162                 long wl, long wg)
1163 {
1164         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
1165
1166         if (!tg->parent)
1167                 return wl;
1168
1169         /*
1170          * By not taking the decrease of shares on the other cpu into
1171          * account our error leans towards reducing the affine wakeups.
1172          */
1173         if (!wl && sched_feat(ASYM_EFF_LOAD))
1174                 return wl;
1175
1176         for_each_sched_entity(se) {
1177                 long S, rw, s, a, b;
1178                 long more_w;
1179
1180                 /*
1181                  * Instead of using this increment, also add the difference
1182                  * between when the shares were last updated and now.
1183                  */
1184                 more_w = se->my_q->load.weight - se->my_q->rq_weight;
1185                 wl += more_w;
1186                 wg += more_w;
1187
1188                 S = se->my_q->tg->shares;
1189                 s = se->my_q->shares;
1190                 rw = se->my_q->rq_weight;
1191
1192                 a = S*(rw + wl);
1193                 b = S*rw + s*wg;
1194
1195                 wl = s*(a-b);
1196
1197                 if (likely(b))
1198                         wl /= b;
1199
1200                 /*
1201                  * Assume the group is already running and will
1202                  * thus already be accounted for in the weight.
1203                  *
1204                  * That is, moving shares between CPUs, does not
1205                  * alter the group weight.
1206                  */
1207                 wg = 0;
1208         }
1209
1210         return wl;
1211 }
1212
1213 #else
1214
1215 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
1216                 unsigned long wl, unsigned long wg)
1217 {
1218         return wl;
1219 }
1220
1221 #endif
1222
1223 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
1224 {
1225         unsigned long this_load, load;
1226         int idx, this_cpu, prev_cpu;
1227         unsigned long tl_per_task;
1228         struct task_group *tg;
1229         unsigned long weight;
1230         int balanced;
1231
1232         idx       = sd->wake_idx;
1233         this_cpu  = smp_processor_id();
1234         prev_cpu  = task_cpu(p);
1235         load      = source_load(prev_cpu, idx);
1236         this_load = target_load(this_cpu, idx);
1237
1238         /*
1239          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
1240          * effect of the currently running task from the load
1241          * of the current CPU:
1242          */
1243         rcu_read_lock();
1244         if (sync) {
1245                 tg = task_group(current);
1246                 weight = current->se.load.weight;
1247
1248                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
1249                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
1250         }
1251
1252         tg = task_group(p);
1253         weight = p->se.load.weight;
1254
1255         /*
1256          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
1257          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
1258          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
1259          * about that, so that's good too.
1260          *
1261          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
1262          * task to be woken on this_cpu.
1263          */
1264         if (this_load) {
1265                 unsigned long this_eff_load, prev_eff_load;
1266
1267                 this_eff_load = 100;
1268                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
1269                 this_eff_load *= this_load +
1270                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
1271
1272                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1273                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
1274                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
1275
1276                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
1277         } else
1278                 balanced = true;
1279         rcu_read_unlock();
1280
1281         /*
1282          * If the currently running task will sleep within
1283          * a reasonable amount of time then attract this newly
1284          * woken task:
1285          */
1286         if (sync && balanced)
1287                 return 1;
1288
1289         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
1290         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
1291
1292         if (balanced ||
1293             (this_load <= load &&
1294              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
1295                 /*
1296                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
1297                  * p is cache cold in this domain, and
1298                  * there is no bad imbalance.
1299                  */
1300                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
1301                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
1302
1303                 return 1;
1304         }
1305         return 0;
1306 }
1307
1308 /*
1309  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
1310  * domain.
1311  */
1312 static struct sched_group *
1313 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
1314                   int this_cpu, int load_idx)
1315 {
1316         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
1317         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
1318         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
1319
1320         do {
1321                 unsigned long load, avg_load;
1322                 int local_group;
1323                 int i;
1324
1325                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
1326                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
1327                                         &p->cpus_allowed))
1328                         continue;
1329
1330                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
1331                                                sched_group_cpus(group));
1332
1333                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
1334                 avg_load = 0;
1335
1336                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
1337                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
1338                         if (local_group)
1339                                 load = source_load(i, load_idx);
1340                         else
1341                                 load = target_load(i, load_idx);
1342
1343                         avg_load += load;
1344                 }
1345
1346                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
1347                 avg_load = (avg_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
1348
1349                 if (local_group) {
1350                         this_load = avg_load;
1351                         this = group;
1352                 } else if (avg_load < min_load) {
1353                         min_load = avg_load;
1354                         idlest = group;
1355                 }
1356         } while (group = group->next, group != sd->groups);
1357
1358         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
1359                 return NULL;
1360         return idlest;
1361 }
1362
1363 /*
1364  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
1365  */
1366 static int
1367 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
1368 {
1369         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
1370         int idlest = -1;
1371         int i;
1372
1373         /* Traverse only the allowed CPUs */
1374         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
1375                 load = weighted_cpuload(i);
1376
1377                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
1378                         min_load = load;
1379                         idlest = i;
1380                 }
1381         }
1382
1383         return idlest;
1384 }
1385
1386 /*
1387  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
1388  */
1389 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
1390 {
1391         int cpu = smp_processor_id();
1392         int prev_cpu = task_cpu(p);
1393         struct sched_domain *sd;
1394         int i;
1395
1396         /*
1397          * If the task is going to be woken-up on this cpu and if it is
1398          * already idle, then it is the right target.
1399          */
1400         if (target == cpu && idle_cpu(cpu))
1401                 return cpu;
1402
1403         /*
1404          * If the task is going to be woken-up on the cpu where it previously
1405          * ran and if it is currently idle, then it the right target.
1406          */
1407         if (target == prev_cpu && idle_cpu(prev_cpu))
1408                 return prev_cpu;
1409
1410         /*
1411          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
1412          */
1413         for_each_domain(target, sd) {
1414                 if (!(sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES))
1415                         break;
1416
1417                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed) {
1418                         if (idle_cpu(i)) {
1419                                 target = i;
1420                                 break;
1421                         }
1422                 }
1423
1424                 /*
1425                  * Lets stop looking for an idle sibling when we reached
1426                  * the domain that spans the current cpu and prev_cpu.
1427                  */
1428                 if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)) &&
1429                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
1430                         break;
1431         }
1432
1433         return target;
1434 }
1435
1436 /*
1437  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
1438  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
1439  * SD_BALANCE_EXEC.
1440  *
1441  * Balance, ie. select the least loaded group.
1442  *
1443  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
1444  *
1445  * preempt must be disabled.
1446  */
1447 static int
1448 select_task_rq_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
1449 {
1450         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
1451         int cpu = smp_processor_id();
1452         int prev_cpu = task_cpu(p);
1453         int new_cpu = cpu;
1454         int want_affine = 0;
1455         int want_sd = 1;
1456         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
1457
1458         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
1459                 if (cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
1460                         want_affine = 1;
1461                 new_cpu = prev_cpu;
1462         }
1463
1464         for_each_domain(cpu, tmp) {
1465                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1466                         continue;
1467
1468                 /*
1469                  * If power savings logic is enabled for a domain, see if we
1470                  * are not overloaded, if so, don't balance wider.
1471                  */
1472                 if (tmp->flags & (SD_POWERSAVINGS_BALANCE|SD_PREFER_LOCAL)) {
1473                         unsigned long power = 0;
1474                         unsigned long nr_running = 0;
1475                         unsigned long capacity;
1476                         int i;
1477
1478                         for_each_cpu(i, sched_domain_span(tmp)) {
1479                                 power += power_of(i);
1480                                 nr_running += cpu_rq(i)->cfs.nr_running;
1481                         }
1482
1483                         capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
1484
1485                         if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
1486                                 nr_running /= 2;
1487
1488                         if (nr_running < capacity)
1489                                 want_sd = 0;
1490                 }
1491
1492                 /*
1493                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
1494                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
1495                  */
1496                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
1497                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
1498                         affine_sd = tmp;
1499                         want_affine = 0;
1500                 }
1501
1502                 if (!want_sd && !want_affine)
1503                         break;
1504
1505                 if (!(tmp->flags & sd_flag))
1506                         continue;
1507
1508                 if (want_sd)
1509                         sd = tmp;
1510         }
1511
1512 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1513         if (sched_feat(LB_SHARES_UPDATE)) {
1514                 /*
1515                  * Pick the largest domain to update shares over
1516                  */
1517                 tmp = sd;
1518                 if (affine_sd && (!tmp || affine_sd->span_weight > sd->span_weight))
1519                         tmp = affine_sd;
1520
1521                 if (tmp) {
1522                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1523                         update_shares(tmp);
1524                         raw_spin_lock(&rq->lock);
1525                 }
1526         }
1527 #endif
1528
1529         if (affine_sd) {
1530                 if (cpu == prev_cpu || wake_affine(affine_sd, p, sync))
1531                         return select_idle_sibling(p, cpu);
1532                 else
1533                         return select_idle_sibling(p, prev_cpu);
1534         }
1535
1536         while (sd) {
1537                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
1538                 struct sched_group *group;
1539                 int weight;
1540
1541                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
1542                         sd = sd->child;
1543                         continue;
1544                 }
1545
1546                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
1547                         load_idx = sd->wake_idx;
1548
1549                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
1550                 if (!group) {
1551                         sd = sd->child;
1552                         continue;
1553                 }
1554
1555                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
1556                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
1557                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
1558                         sd = sd->child;
1559                         continue;
1560                 }
1561
1562                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
1563                 cpu = new_cpu;
1564                 weight = sd->span_weight;
1565                 sd = NULL;
1566                 for_each_domain(cpu, tmp) {
1567                         if (weight <= tmp->span_weight)
1568                                 break;
1569                         if (tmp->flags & sd_flag)
1570                                 sd = tmp;
1571                 }
1572                 /* while loop will break here if sd == NULL */
1573         }
1574
1575         return new_cpu;
1576 }
1577 #endif /* CONFIG_SMP */
1578
1579 static unsigned long
1580 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1581 {
1582         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
1583
1584         /*
1585          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
1586          * to virtual-time in his units.
1587          *
1588          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
1589          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
1590          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
1591          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
1592          * be smaller, again penalizing the lighter task.
1593          *
1594          * This is especially important for buddies when the leftmost
1595          * task is higher priority than the buddy.
1596          */
1597         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
1598                 gran = calc_delta_fair(gran, se);
1599
1600         return gran;
1601 }
1602
1603 /*
1604  * Should 'se' preempt 'curr'.
1605  *
1606  *             |s1
1607  *        |s2
1608  *   |s3
1609  *         g
1610  *      |<--->|c
1611  *
1612  *  w(c, s1) = -1
1613  *  w(c, s2) =  0
1614  *  w(c, s3) =  1
1615  *
1616  */
1617 static int
1618 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1619 {
1620         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
1621
1622         if (vdiff <= 0)
1623                 return -1;
1624
1625         gran = wakeup_gran(curr, se);
1626         if (vdiff > gran)
1627                 return 1;
1628
1629         return 0;
1630 }
1631
1632 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
1633 {
1634         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1635                 for_each_sched_entity(se)
1636                         cfs_rq_of(se)->last = se;
1637         }
1638 }
1639
1640 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
1641 {
1642         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1643                 for_each_sched_entity(se)
1644                         cfs_rq_of(se)->next = se;
1645         }
1646 }
1647
1648 /*
1649  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1650  */
1651 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1652 {
1653         struct task_struct *curr = rq->curr;
1654         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
1655         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1656         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
1657
1658         if (unlikely(rt_prio(p->prio)))
1659                 goto preempt;
1660
1661         if (unlikely(p->sched_class != &fair_sched_class))
1662                 return;
1663
1664         if (unlikely(se == pse))
1665                 return;
1666
1667         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK))
1668                 set_next_buddy(pse);
1669
1670         /*
1671          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
1672          * wake up path.
1673          */
1674         if (test_tsk_need_resched(curr))
1675                 return;
1676
1677         /*
1678          * Batch and idle tasks do not preempt (their preemption is driven by
1679          * the tick):
1680          */
1681         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL))
1682                 return;
1683
1684         /* Idle tasks are by definition preempted by everybody. */
1685         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE))
1686                 goto preempt;
1687
1688         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
1689                 return;
1690
1691         update_curr(cfs_rq);
1692         find_matching_se(&se, &pse);
1693         BUG_ON(!pse);
1694         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1)
1695                 goto preempt;
1696
1697         return;
1698
1699 preempt:
1700         resched_task(curr);
1701         /*
1702          * Only set the backward buddy when the current task is still
1703          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
1704          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
1705          * point, either of which can * drop the rq lock.
1706          *
1707          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
1708          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
1709          */
1710         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
1711                 return;
1712
1713         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
1714                 set_last_buddy(se);
1715 }
1716
1717 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
1718 {
1719         struct task_struct *p;
1720         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
1721         struct sched_entity *se;
1722
1723         if (!cfs_rq->nr_running)
1724                 return NULL;
1725
1726         do {
1727                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
1728                 set_next_entity(cfs_rq, se);
1729                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1730         } while (cfs_rq);
1731
1732         p = task_of(se);
1733         hrtick_start_fair(rq, p);
1734
1735         return p;
1736 }
1737
1738 /*
1739  * Account for a descheduled task:
1740  */
1741 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1742 {
1743         struct sched_entity *se = &prev->se;
1744         struct cfs_rq *cfs_rq;
1745
1746         for_each_sched_entity(se) {
1747                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1748                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
1749         }
1750 }
1751
1752 #ifdef CONFIG_SMP
1753 /**************************************************
1754  * Fair scheduling class load-balancing methods:
1755  */
1756
1757 /*
1758  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
1759  * Both runqueues must be locked.
1760  */
1761 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
1762                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
1763 {
1764         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1765         set_task_cpu(p, this_cpu);
1766         activate_task(this_rq, p, 0);
1767         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
1768 }
1769
1770 /*
1771  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
1772  */
1773 static
1774 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
1775                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1776                      int *all_pinned)
1777 {
1778         int tsk_cache_hot = 0;
1779         /*
1780          * We do not migrate tasks that are:
1781          * 1) running (obviously), or
1782          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
1783          * 3) are cache-hot on their current CPU.
1784          */
1785         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
1786                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
1787                 return 0;
1788         }
1789         *all_pinned = 0;
1790
1791         if (task_running(rq, p)) {
1792                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
1793                 return 0;
1794         }
1795
1796         /*
1797          * Aggressive migration if:
1798          * 1) task is cache cold, or
1799          * 2) too many balance attempts have failed.
1800          */
1801
1802         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
1803         if (!tsk_cache_hot ||
1804                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
1805 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1806                 if (tsk_cache_hot) {
1807                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
1808                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
1809                 }
1810 #endif
1811                 return 1;
1812         }
1813
1814         if (tsk_cache_hot) {
1815                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
1816                 return 0;
1817         }
1818         return 1;
1819 }
1820
1821 /*
1822  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
1823  * part of active balancing operations within "domain".
1824  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
1825  *
1826  * Called with both runqueues locked.
1827  */
1828 static int
1829 move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1830               struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
1831 {
1832         struct task_struct *p, *n;
1833         struct cfs_rq *cfs_rq;
1834         int pinned = 0;
1835
1836         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, cfs_rq) {
1837                 list_for_each_entry_safe(p, n, &cfs_rq->tasks, se.group_node) {
1838
1839                         if (!can_migrate_task(p, busiest, this_cpu,
1840                                                 sd, idle, &pinned))
1841                                 continue;
1842
1843                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
1844                         /*
1845                          * Right now, this is only the second place pull_task()
1846                          * is called, so we can safely collect pull_task()
1847                          * stats here rather than inside pull_task().
1848                          */
1849                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
1850                         return 1;
1851                 }
1852         }
1853
1854         return 0;
1855 }
1856
1857 static unsigned long
1858 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1859               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1860               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1861               int *this_best_prio, struct cfs_rq *busiest_cfs_rq)
1862 {
1863         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
1864         long rem_load_move = max_load_move;
1865         struct task_struct *p, *n;
1866
1867         if (max_load_move == 0)
1868                 goto out;
1869
1870         pinned = 1;
1871
1872         list_for_each_entry_safe(p, n, &busiest_cfs_rq->tasks, se.group_node) {
1873                 if (loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
1874                         break;
1875
1876                 if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
1877                     !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned))
1878                         continue;
1879
1880                 pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
1881                 pulled++;
1882                 rem_load_move -= p->se.load.weight;
1883
1884 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1885                 /*
1886                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
1887                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
1888                  * the critical section.
1889                  */
1890                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
1891                         break;
1892 #endif
1893
1894                 /*
1895                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
1896                  * weighted load.
1897                  */
1898                 if (rem_load_move <= 0)
1899                         break;
1900
1901                 if (p->prio < *this_best_prio)
1902                         *this_best_prio = p->prio;
1903         }
1904 out:
1905         /*
1906          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
1907          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
1908          * inside pull_task().
1909          */
1910         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
1911
1912         if (all_pinned)
1913                 *all_pinned = pinned;
1914
1915         return max_load_move - rem_load_move;
1916 }
1917
1918 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1919 static unsigned long
1920 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1921                   unsigned long max_load_move,
1922                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1923                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1924 {
1925         long rem_load_move = max_load_move;
1926         int busiest_cpu = cpu_of(busiest);
1927         struct task_group *tg;
1928
1929         rcu_read_lock();
1930         update_h_load(busiest_cpu);
1931
1932         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
1933                 struct cfs_rq *busiest_cfs_rq = tg->cfs_rq[busiest_cpu];
1934                 unsigned long busiest_h_load = busiest_cfs_rq->h_load;
1935                 unsigned long busiest_weight = busiest_cfs_rq->load.weight;
1936                 u64 rem_load, moved_load;
1937
1938                 /*
1939                  * empty group
1940                  */
1941                 if (!busiest_cfs_rq->task_weight)
1942                         continue;
1943
1944                 rem_load = (u64)rem_load_move * busiest_weight;
1945                 rem_load = div_u64(rem_load, busiest_h_load + 1);
1946
1947                 moved_load = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1948                                 rem_load, sd, idle, all_pinned, this_best_prio,
1949                                 busiest_cfs_rq);
1950
1951                 if (!moved_load)
1952                         continue;
1953
1954                 moved_load *= busiest_h_load;
1955                 moved_load = div_u64(moved_load, busiest_weight + 1);
1956
1957                 rem_load_move -= moved_load;
1958                 if (rem_load_move < 0)
1959                         break;
1960         }
1961         rcu_read_unlock();
1962
1963         return max_load_move - rem_load_move;
1964 }
1965 #else
1966 static unsigned long
1967 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1968                   unsigned long max_load_move,
1969                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1970                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1971 {
1972         return balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1973                         max_load_move, sd, idle, all_pinned,
1974                         this_best_prio, &busiest->cfs);
1975 }
1976 #endif
1977
1978 /*
1979  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
1980  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
1981  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
1982  *
1983  * Called with both runqueues locked.
1984  */
1985 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1986                       unsigned long max_load_move,
1987                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1988                       int *all_pinned)
1989 {
1990         unsigned long total_load_moved = 0, load_moved;
1991         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
1992
1993         do {
1994                 load_moved = load_balance_fair(this_rq, this_cpu, busiest,
1995                                 max_load_move - total_load_moved,
1996                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
1997
1998                 total_load_moved += load_moved;
1999
2000 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2001                 /*
2002                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
2003                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
2004                  * the critical section.
2005                  */
2006                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
2007                         break;
2008
2009                 if (raw_spin_is_contended(&this_rq->lock) ||
2010                                 raw_spin_is_contended(&busiest->lock))
2011                         break;
2012 #endif
2013         } while (load_moved && max_load_move > total_load_moved);
2014
2015         return total_load_moved > 0;
2016 }
2017
2018 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
2019 /*
2020  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
2021  *              during load balancing.
2022  */
2023 struct sd_lb_stats {
2024         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
2025         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
2026         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
2027         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
2028         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
2029
2030         /** Statistics of this group */
2031         unsigned long this_load;
2032         unsigned long this_load_per_task;
2033         unsigned long this_nr_running;
2034
2035         /* Statistics of the busiest group */
2036         unsigned long max_load;
2037         unsigned long busiest_load_per_task;
2038         unsigned long busiest_nr_running;
2039         unsigned long busiest_group_capacity;
2040
2041         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
2042 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2043         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
2044         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
2045         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
2046         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
2047         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
2048         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
2049 #endif
2050 };
2051
2052 /*
2053  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
2054  */
2055 struct sg_lb_stats {
2056         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
2057         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
2058         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
2059         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
2060         unsigned long group_capacity;
2061         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
2062 };
2063
2064 /**
2065  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
2066  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
2067  */
2068 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
2069 {
2070         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
2071 }
2072
2073 /**
2074  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
2075  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
2076  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
2077  */
2078 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
2079                                         enum cpu_idle_type idle)
2080 {
2081         int load_idx;
2082
2083         switch (idle) {
2084         case CPU_NOT_IDLE:
2085                 load_idx = sd->busy_idx;
2086                 break;
2087
2088         case CPU_NEWLY_IDLE:
2089                 load_idx = sd->newidle_idx;
2090                 break;
2091         default:
2092                 load_idx = sd->idle_idx;
2093                 break;
2094         }
2095
2096         return load_idx;
2097 }
2098
2099
2100 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2101 /**
2102  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
2103  * the given sched_domain, during load balancing.
2104  *
2105  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
2106  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
2107  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
2108  */
2109 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2110         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2111 {
2112         /*
2113          * Busy processors will not participate in power savings
2114          * balance.
2115          */
2116         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2117                 sds->power_savings_balance = 0;
2118         else {
2119                 sds->power_savings_balance = 1;
2120                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
2121                 sds->leader_nr_running = 0;
2122         }
2123 }
2124
2125 /**
2126  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
2127  * sched_domain while performing load balancing.
2128  *
2129  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
2130  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2131  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
2132  *              load balancing ?
2133  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
2134  */
2135 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
2136         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
2137 {
2138
2139         if (!sds->power_savings_balance)
2140                 return;
2141
2142         /*
2143          * If the local group is idle or completely loaded
2144          * no need to do power savings balance at this domain
2145          */
2146         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2147                                 !sds->this_nr_running))
2148                 sds->power_savings_balance = 0;
2149
2150         /*
2151          * If a group is already running at full capacity or idle,
2152          * don't include that group in power savings calculations
2153          */
2154         if (!sds->power_savings_balance ||
2155                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2156                 !sgs->sum_nr_running)
2157                 return;
2158
2159         /*
2160          * Calculate the group which has the least non-idle load.
2161          * This is the group from where we need to pick up the load
2162          * for saving power
2163          */
2164         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
2165             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
2166              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
2167                 sds->group_min = group;
2168                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2169                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
2170                                                 sgs->sum_nr_running;
2171         }
2172
2173         /*
2174          * Calculate the group which is almost near its
2175          * capacity but still has some space to pick up some load
2176          * from other group and save more power
2177          */
2178         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
2179                 return;
2180
2181         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
2182             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
2183              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
2184                 sds->group_leader = group;
2185                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2186         }
2187 }
2188
2189 /**
2190  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
2191  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2192  *      under consideration.
2193  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
2194  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2195  *
2196  * Description:
2197  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
2198  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
2199  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
2200  *
2201  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
2202  * Else returns 0.
2203  */
2204 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2205                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2206 {
2207         if (!sds->power_savings_balance)
2208                 return 0;
2209
2210         if (sds->this != sds->group_leader ||
2211                         sds->group_leader == sds->group_min)
2212                 return 0;
2213
2214         *imbalance = sds->min_load_per_task;
2215         sds->busiest = sds->group_min;
2216
2217         return 1;
2218
2219 }
2220 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2221 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2222         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2223 {
2224         return;
2225 }
2226
2227 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
2228         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
2229 {
2230         return;
2231 }
2232
2233 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2234                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2235 {
2236         return 0;
2237 }
2238 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2239
2240
2241 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2242 {
2243         return SCHED_LOAD_SCALE;
2244 }
2245
2246 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2247 {
2248         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
2249 }
2250
2251 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2252 {
2253         unsigned long weight = sd->span_weight;
2254         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
2255
2256         smt_gain /= weight;
2257
2258         return smt_gain;
2259 }
2260
2261 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2262 {
2263         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
2264 }
2265
2266 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
2267 {
2268         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2269         u64 total, available;
2270
2271         sched_avg_update(rq);
2272
2273         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
2274         available = total - rq->rt_avg;
2275
2276         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
2277                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
2278
2279         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2280
2281         return div_u64(available, total);
2282 }
2283
2284 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2285 {
2286         unsigned long weight = sd->span_weight;
2287         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
2288         struct sched_group *sdg = sd->groups;
2289
2290         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
2291                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
2292                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
2293                 else
2294                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
2295
2296                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2297         }
2298
2299         sdg->cpu_power_orig = power;
2300
2301         if (sched_feat(ARCH_POWER))
2302                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
2303         else
2304                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
2305
2306         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2307
2308         power *= scale_rt_power(cpu);
2309         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2310
2311         if (!power)
2312                 power = 1;
2313
2314         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
2315         sdg->cpu_power = power;
2316 }
2317
2318 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2319 {
2320         struct sched_domain *child = sd->child;
2321         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
2322         unsigned long power;
2323
2324         if (!child) {
2325                 update_cpu_power(sd, cpu);
2326                 return;
2327         }
2328
2329         power = 0;
2330
2331         group = child->groups;
2332         do {
2333                 power += group->cpu_power;
2334                 group = group->next;
2335         } while (group != child->groups);
2336
2337         sdg->cpu_power = power;
2338 }
2339
2340 /*
2341  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
2342  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
2343  * which on its own isn't powerful enough.
2344  *
2345  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
2346  */
2347 static inline int
2348 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
2349 {
2350         /*
2351          * Only siblings can have significantly less than SCHED_LOAD_SCALE
2352          */
2353         if (sd->level != SD_LV_SIBLING)
2354                 return 0;
2355
2356         /*
2357          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
2358          */
2359         if (group->cpu_power * 32 > group->cpu_power_orig * 29)
2360                 return 1;
2361
2362         return 0;
2363 }
2364
2365 /**
2366  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2367  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
2368  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
2369  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2370  * @idle: Idle status of this_cpu
2371  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
2372  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
2373  * @local_group: Does group contain this_cpu.
2374  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2375  * @balance: Should we balance.
2376  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
2377  */
2378 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
2379                         struct sched_group *group, int this_cpu,
2380                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
2381                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
2382                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
2383 {
2384         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
2385         int i;
2386         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
2387         unsigned long avg_load_per_task = 0;
2388
2389         if (local_group)
2390                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
2391
2392         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2393         max_cpu_load = 0;
2394         min_cpu_load = ~0UL;
2395
2396         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
2397                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
2398
2399                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
2400                         *sd_idle = 0;
2401
2402                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2403                 if (local_group) {
2404                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
2405                                 first_idle_cpu = 1;
2406                                 balance_cpu = i;
2407                         }
2408
2409                         load = target_load(i, load_idx);
2410                 } else {
2411                         load = source_load(i, load_idx);
2412                         if (load > max_cpu_load)
2413                                 max_cpu_load = load;
2414                         if (min_cpu_load > load)
2415                                 min_cpu_load = load;
2416                 }
2417
2418                 sgs->group_load += load;
2419                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
2420                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
2421
2422         }
2423
2424         /*
2425          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
2426          * is eligible for doing load balancing at this and above
2427          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
2428          * to do the newly idle load balance.
2429          */
2430         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group) {
2431                 if (balance_cpu != this_cpu) {
2432                         *balance = 0;
2433                         return;
2434                 }
2435                 update_group_power(sd, this_cpu);
2436         }
2437
2438         /* Adjust by relative CPU power of the group */
2439         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
2440
2441         /*
2442          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
2443          * than the average weight of two tasks.
2444          *
2445          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
2446          *      might not be a suitable number - should we keep a
2447          *      normalized nr_running number somewhere that negates
2448          *      the hierarchy?
2449          */
2450         if (sgs->sum_nr_running)
2451                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
2452
2453         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
2454                 sgs->group_imb = 1;
2455
2456         sgs->group_capacity =
2457                 DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
2458         if (!sgs->group_capacity)
2459                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(sd, group);
2460 }
2461
2462 /**
2463  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
2464  * @sd: sched_domain whose statistics are to be checked
2465  * @sds: sched_domain statistics
2466  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
2467  * @sgs: sched_group statistics
2468  * @this_cpu: the current cpu
2469  *
2470  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
2471  * busiest group.
2472  */
2473 static bool update_sd_pick_busiest(struct sched_domain *sd,
2474                                    struct sd_lb_stats *sds,
2475                                    struct sched_group *sg,
2476                                    struct sg_lb_stats *sgs,
2477                                    int this_cpu)
2478 {
2479         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
2480                 return false;
2481
2482         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
2483                 return true;
2484
2485         if (sgs->group_imb)
2486                 return true;
2487
2488         /*
2489          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
2490          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
2491          * higher than ourself as busy.
2492          */
2493         if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
2494             this_cpu < group_first_cpu(sg)) {
2495                 if (!sds->busiest)
2496                         return true;
2497
2498                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
2499                         return true;
2500         }
2501
2502         return false;
2503 }
2504
2505 /**
2506  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2507  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
2508  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2509  * @idle: Idle status of this_cpu
2510  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing sg.
2511  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2512  * @balance: Should we balance.
2513  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
2514  */
2515 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2516                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
2517                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
2518                         struct sd_lb_stats *sds)
2519 {
2520         struct sched_domain *child = sd->child;
2521         struct sched_group *sg = sd->groups;
2522         struct sg_lb_stats sgs;
2523         int load_idx, prefer_sibling = 0;
2524
2525         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
2526                 prefer_sibling = 1;
2527
2528         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
2529         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
2530
2531         do {
2532                 int local_group;
2533
2534                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_group_cpus(sg));
2535                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
2536                 update_sg_lb_stats(sd, sg, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
2537                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
2538
2539                 if (local_group && !(*balance))
2540                         return;
2541
2542                 sds->total_load += sgs.group_load;
2543                 sds->total_pwr += sg->cpu_power;
2544
2545                 /*
2546                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
2547                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
2548                  * and move all the excess tasks away.
2549                  */
2550                 if (prefer_sibling)
2551                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
2552
2553                 if (local_group) {
2554                         sds->this_load = sgs.avg_load;
2555                         sds->this = sg;
2556                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2557                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2558                 } else if (update_sd_pick_busiest(sd, sds, sg, &sgs, this_cpu)) {
2559                         sds->max_load = sgs.avg_load;
2560                         sds->busiest = sg;
2561                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2562                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
2563                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2564                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
2565                 }
2566
2567                 update_sd_power_savings_stats(sg, sds, local_group, &sgs);
2568                 sg = sg->next;
2569         } while (sg != sd->groups);
2570 }
2571
2572 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
2573 {
2574        return 0*SD_ASYM_PACKING;
2575 }
2576
2577 /**
2578  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
2579  *                      sched doman.
2580  *
2581  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
2582  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
2583  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
2584  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
2585  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
2586  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
2587  *
2588  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
2589  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
2590  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
2591  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
2592  * number.
2593  *
2594  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
2595  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
2596  *
2597  * @sd: The sched_domain whose packing is to be checked.
2598  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
2599  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
2600  * @imbalance: returns amount of imbalanced due to packing.
2601  */
2602 static int check_asym_packing(struct sched_domain *sd,
2603                               struct sd_lb_stats *sds,
2604                               int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2605 {
2606         int busiest_cpu;
2607
2608         if (!(sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
2609                 return 0;
2610
2611         if (!sds->busiest)
2612                 return 0;
2613
2614         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
2615         if (this_cpu > busiest_cpu)
2616                 return 0;
2617
2618         *imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(sds->max_load * sds->busiest->cpu_power,
2619                                        SCHED_LOAD_SCALE);
2620         return 1;
2621 }
2622
2623 /**
2624  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
2625  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
2626  *                      load balancing.
2627  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2628  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
2629  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2630  */
2631 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
2632                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2633 {
2634         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
2635         unsigned int imbn = 2;
2636         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
2637
2638         if (sds->this_nr_running) {
2639                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
2640                 if (sds->busiest_load_per_task >
2641                                 sds->this_load_per_task)
2642                         imbn = 1;
2643         } else
2644                 sds->this_load_per_task =
2645                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2646
2647         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
2648                                                  * SCHED_LOAD_SCALE;
2649         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->cpu_power;
2650
2651         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
2652                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
2653                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2654                 return;
2655         }
2656
2657         /*
2658          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
2659          * however we may be able to increase total CPU power used by
2660          * moving them.
2661          */
2662
2663         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
2664                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
2665         pwr_now += sds->this->cpu_power *
2666                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
2667         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
2668
2669         /* Amount of load we'd subtract */
2670         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2671                 sds->busiest->cpu_power;
2672         if (sds->max_load > tmp)
2673                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
2674                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
2675
2676         /* Amount of load we'd add */
2677         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
2678                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
2679                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
2680                         sds->this->cpu_power;
2681         else
2682                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2683                         sds->this->cpu_power;
2684         pwr_move += sds->this->cpu_power *
2685                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
2686         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
2687
2688         /* Move if we gain throughput */
2689         if (pwr_move > pwr_now)
2690                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2691 }
2692
2693 /**
2694  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
2695  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
2696  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2697  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
2698  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
2699  */
2700 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
2701                 unsigned long *imbalance)
2702 {
2703         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
2704
2705         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
2706         if (sds->group_imb) {
2707                 sds->busiest_load_per_task =
2708                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
2709         }
2710
2711         /*
2712          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
2713          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
2714          * its cpu_power, while calculating max_load..)
2715          */
2716         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
2717                 *imbalance = 0;
2718                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2719         }
2720
2721         if (!sds->group_imb) {
2722                 /*
2723                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
2724                  */
2725                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
2726                                                 sds->busiest_group_capacity);
2727
2728                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_LOAD_SCALE);
2729
2730                 load_above_capacity /= sds->busiest->cpu_power;
2731         }
2732
2733         /*
2734          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
2735          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
2736          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
2737          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
2738          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
2739          * for the minimum possible imbalance.
2740          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
2741          * with unsigned longs.
2742          */
2743         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
2744
2745         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
2746         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
2747                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
2748                         / SCHED_LOAD_SCALE;
2749
2750         /*
2751          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
2752          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
2753          * a think about bumping its value to force at least one task to be
2754          * moved
2755          */
2756         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
2757                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2758
2759 }
2760 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
2761
2762 /**
2763  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
2764  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
2765  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
2766  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
2767  * such a group exists.
2768  *
2769  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
2770  * to restore balance.
2771  *
2772  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
2773  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
2774  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
2775  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
2776  * @idle: The idle status of this_cpu.
2777  * @sd_idle: The idleness of sd
2778  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
2779  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
2780  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
2781  *
2782  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
2783  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
2784  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
2785  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
2786  */
2787 static struct sched_group *
2788 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2789                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
2790                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
2791 {
2792         struct sd_lb_stats sds;
2793
2794         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
2795
2796         /*
2797          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
2798          * this level.
2799          */
2800         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
2801                                         balance, &sds);
2802
2803         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
2804         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
2805          *    at this level.
2806          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
2807          * 3) This group is the busiest group.
2808          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
2809          *    sched_domain.
2810          * 5) The imbalance is within the specified limit.
2811          */
2812         if (!(*balance))
2813                 goto ret;
2814
2815         if ((idle == CPU_IDLE || idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
2816             check_asym_packing(sd, &sds, this_cpu, imbalance))
2817                 return sds.busiest;
2818
2819         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
2820                 goto out_balanced;
2821
2822         if (sds.this_load >= sds.max_load)
2823                 goto out_balanced;
2824
2825         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
2826
2827         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
2828                 goto out_balanced;
2829
2830         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
2831                 goto out_balanced;
2832
2833         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
2834         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
2835         return sds.busiest;
2836
2837 out_balanced:
2838         /*
2839          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
2840          * to save power.
2841          */
2842         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
2843                 return sds.busiest;
2844 ret:
2845         *imbalance = 0;
2846         return NULL;
2847 }
2848
2849 /*
2850  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
2851  */
2852 static struct rq *
2853 find_busiest_queue(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group,
2854                    enum cpu_idle_type idle, unsigned long imbalance,
2855                    const struct cpumask *cpus)
2856 {
2857         struct rq *busiest = NULL, *rq;
2858         unsigned long max_load = 0;
2859         int i;
2860
2861         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2862                 unsigned long power = power_of(i);
2863                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
2864                 unsigned long wl;
2865
2866                 if (!capacity)
2867                         capacity = fix_small_capacity(sd, group);
2868
2869                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
2870                         continue;
2871
2872                 rq = cpu_rq(i);
2873                 wl = weighted_cpuload(i);
2874
2875                 /*
2876                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
2877                  * which is not scaled with the cpu power.
2878                  */
2879                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
2880                         continue;
2881
2882                 /*
2883                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
2884                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
2885                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
2886                  * running at a lower capacity.
2887                  */
2888                 wl = (wl * SCHED_LOAD_SCALE) / power;
2889
2890                 if (wl > max_load) {
2891                         max_load = wl;
2892                         busiest = rq;
2893                 }
2894         }
2895
2896         return busiest;
2897 }
2898
2899 /*
2900  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
2901  * so long as it is large enough.
2902  */
2903 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
2904
2905 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
2906 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
2907
2908 static int need_active_balance(struct sched_domain *sd, int sd_idle, int idle,
2909                                int busiest_cpu, int this_cpu)
2910 {
2911         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
2912
2913                 /*
2914                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
2915                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
2916                  * lowest numbered CPUs.
2917                  */
2918                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && busiest_cpu > this_cpu)
2919                         return 1;
2920
2921                 /*
2922                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
2923                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
2924                  * package.
2925                  *
2926                  * The package power saving logic comes from
2927                  * find_busiest_group(). If there are no imbalance, then
2928                  * f_b_g() will return NULL. However when sched_mc={1,2} then
2929                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
2930                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
2931                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
2932                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
2933                  * action will be taken in load_balance_newidle().
2934                  *
2935                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
2936                  * will be more than one task in the source run queue and
2937                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
2938                  * active balance code will not be triggered.
2939                  */
2940                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
2941                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2942                         return 0;
2943
2944                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
2945                         return 0;
2946         }
2947
2948         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
2949 }
2950
2951 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
2952
2953 /*
2954  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
2955  * tasks if there is an imbalance.
2956  */
2957 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
2958                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2959                         int *balance)
2960 {
2961         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
2962         struct sched_group *group;
2963         unsigned long imbalance;
2964         struct rq *busiest;
2965         unsigned long flags;
2966         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
2967
2968         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
2969
2970         /*
2971          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
2972          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
2973          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
2974          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
2975          */
2976         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
2977             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2978                 sd_idle = 1;
2979
2980         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
2981
2982 redo:
2983         update_shares(sd);
2984         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
2985                                    cpus, balance);
2986
2987         if (*balance == 0)
2988                 goto out_balanced;
2989
2990         if (!group) {
2991                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
2992                 goto out_balanced;
2993         }
2994
2995         busiest = find_busiest_queue(sd, group, idle, imbalance, cpus);
2996         if (!busiest) {
2997                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
2998                 goto out_balanced;
2999         }
3000
3001         BUG_ON(busiest == this_rq);
3002
3003         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
3004
3005         ld_moved = 0;
3006         if (busiest->nr_running > 1) {
3007                 /*
3008                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
3009                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
3010                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
3011                  * correctly treated as an imbalance.
3012                  */
3013                 local_irq_save(flags);
3014                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
3015                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3016                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
3017                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
3018                 local_irq_restore(flags);
3019
3020                 /*
3021                  * some other cpu did the load balance for us.
3022                  */
3023                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
3024                         resched_cpu(this_cpu);
3025
3026                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
3027                 if (unlikely(all_pinned)) {
3028                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
3029                         if (!cpumask_empty(cpus))
3030                                 goto redo;
3031                         goto out_balanced;
3032                 }
3033         }
3034
3035         if (!ld_moved) {
3036                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
3037                 sd->nr_balance_failed++;
3038
3039                 if (need_active_balance(sd, sd_idle, idle, cpu_of(busiest),
3040                                         this_cpu)) {
3041                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
3042
3043                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
3044                          * if the curr task on busiest cpu can't be
3045                          * moved to this_cpu
3046                          */
3047                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
3048                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
3049                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
3050                                                             flags);
3051                                 all_pinned = 1;
3052                                 goto out_one_pinned;
3053                         }
3054
3055                         /*
3056                          * ->active_balance synchronizes accesses to
3057                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
3058                          * only after active load balance is finished.
3059                          */
3060                         if (!busiest->active_balance) {
3061                                 busiest->active_balance = 1;
3062                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
3063                                 active_balance = 1;
3064                         }
3065                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3066
3067                         if (active_balance)
3068                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
3069                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
3070                                         &busiest->active_balance_work);
3071
3072                         /*
3073                          * We've kicked active balancing, reset the failure
3074                          * counter.
3075                          */
3076                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
3077                 }
3078         } else
3079                 sd->nr_balance_failed = 0;
3080
3081         if (likely(!active_balance)) {
3082                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
3083                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
3084         } else {
3085                 /*
3086                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
3087                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
3088                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3089                  * move_tasks).
3090                  */
3091                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3092                         sd->balance_interval *= 2;
3093         }
3094
3095         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3096             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3097                 ld_moved = -1;
3098
3099         goto out;
3100
3101 out_balanced:
3102         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3103
3104         sd->nr_balance_failed = 0;
3105
3106 out_one_pinned:
3107         /* tune up the balancing interval */
3108         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3109                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3110                 sd->balance_interval *= 2;
3111
3112         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3113             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3114                 ld_moved = -1;
3115         else
3116                 ld_moved = 0;
3117 out:
3118         if (ld_moved)
3119                 update_shares(sd);
3120         return ld_moved;
3121 }
3122
3123 /*
3124  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
3125  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
3126  */
3127 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
3128 {
3129         struct sched_domain *sd;
3130         int pulled_task = 0;
3131         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
3132
3133         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
3134
3135         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
3136                 return;
3137
3138         /*
3139          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
3140          */
3141         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
3142
3143         for_each_domain(this_cpu, sd) {
3144                 unsigned long interval;
3145                 int balance = 1;
3146
3147                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3148                         continue;
3149
3150                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
3151                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
3152                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
3153                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
3154                 }
3155
3156                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
3157                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
3158                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3159                 if (pulled_task) {
3160                         this_rq->idle_stamp = 0;
3161                         break;
3162                 }
3163         }
3164
3165         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
3166
3167         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
3168                 /*
3169                  * We are going idle. next_balance may be set based on
3170                  * a busy processor. So reset next_balance.
3171                  */
3172                 this_rq->next_balance = next_balance;
3173         }
3174 }
3175
3176 /*
3177  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
3178  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
3179  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
3180  * avoids physical / logical imbalances.
3181  */
3182 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
3183 {
3184         struct rq *busiest_rq = data;
3185         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
3186         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
3187         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
3188         struct sched_domain *sd;
3189
3190         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
3191
3192         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
3193         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
3194                      !busiest_rq->active_balance))
3195                 goto out_unlock;
3196
3197         /* Is there any task to move? */
3198         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
3199                 goto out_unlock;
3200
3201         /*
3202          * This condition is "impossible", if it occurs
3203          * we need to fix it. Originally reported by
3204          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
3205          */
3206         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
3207
3208         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
3209         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
3210
3211         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
3212         for_each_domain(target_cpu, sd) {
3213                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
3214                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
3215                                 break;
3216         }
3217
3218         if (likely(sd)) {
3219                 schedstat_inc(sd, alb_count);
3220
3221                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
3222                                   sd, CPU_IDLE))
3223                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
3224                 else
3225                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
3226         }
3227         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
3228 out_unlock:
3229         busiest_rq->active_balance = 0;
3230         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
3231         return 0;
3232 }
3233
3234 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3235
3236 static DEFINE_PER_CPU(struct call_single_data, remote_sched_softirq_cb);
3237
3238 static void trigger_sched_softirq(void *data)
3239 {
3240         raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
3241 }
3242
3243 static inline void init_sched_softirq_csd(struct call_single_data *csd)
3244 {
3245         csd->func = trigger_sched_softirq;
3246         csd->info = NULL;
3247         csd->flags = 0;
3248         csd->priv = 0;
3249 }
3250
3251 /*
3252  * idle load balancing details
3253  * - One of the idle CPUs nominates itself as idle load_balancer, while
3254  *   entering idle.
3255  * - This idle load balancer CPU will also go into tickless mode when
3256  *   it is idle, just like all other idle CPUs
3257  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
3258  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
3259  *   load balancing for all the idle CPUs.
3260  */
3261 static struct {
3262         atomic_t load_balancer;
3263         atomic_t first_pick_cpu;
3264         atomic_t second_pick_cpu;
3265         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
3266         cpumask_var_t grp_idle_mask;
3267         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
3268 } nohz ____cacheline_aligned;
3269
3270 int get_nohz_load_balancer(void)
3271 {
3272         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
3273 }
3274
3275 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3276 /**
3277  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
3278  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
3279  *              be returned.
3280  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
3281  *              for the given cpu.
3282  *
3283  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
3284  */
3285 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
3286 {
3287         struct sched_domain *sd;
3288
3289         for_each_domain(cpu, sd)
3290                 if (sd && (sd->flags & flag))
3291                         break;
3292
3293         return sd;
3294 }
3295
3296 /**
3297  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
3298  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
3299  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
3300  *              for cpu.
3301  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
3302  *
3303  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
3304  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
3305  */
3306 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
3307         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
3308                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
3309
3310 /**
3311  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
3312  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
3313  *
3314  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
3315  *
3316  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
3317  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
3318  * sched_group is semi-idle or not.
3319  */
3320 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
3321 {
3322         cpumask_and(nohz.grp_idle_mask, nohz.idle_cpus_mask,
3323                                         sched_group_cpus(ilb_group));
3324
3325         /*
3326          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
3327          * and atleast one idle cpu.
3328          */
3329         if (cpumask_empty(nohz.grp_idle_mask))
3330                 return 0;
3331
3332         if (cpumask_equal(nohz.grp_idle_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
3333                 return 0;
3334
3335         return 1;
3336 }
3337 /**
3338  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
3339  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
3340  *
3341  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
3342  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
3343  *
3344  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
3345  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
3346  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
3347  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
3348  */
3349 static int find_new_ilb(int cpu)
3350 {
3351         struct sched_domain *sd;
3352         struct sched_group *ilb_group;
3353
3354         /*
3355          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
3356          * when power-aware load balancing is enabled
3357          */
3358         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
3359                 goto out_done;
3360
3361         /*
3362          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
3363          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
3364          */
3365         if (cpumask_weight(nohz.idle_cpus_mask) < 2)
3366                 goto out_done;
3367
3368         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
3369                 ilb_group = sd->groups;
3370
3371                 do {
3372                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
3373                                 return cpumask_first(nohz.grp_idle_mask);
3374
3375                         ilb_group = ilb_group->next;
3376
3377                 } while (ilb_group != sd->groups);
3378         }
3379
3380 out_done:
3381         return nr_cpu_ids;
3382 }
3383 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
3384 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
3385 {
3386         return nr_cpu_ids;
3387 }
3388 #endif
3389
3390 /*
3391  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
3392  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
3393  * CPU (if there is one).
3394  */
3395 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
3396 {
3397         int ilb_cpu;
3398
3399         nohz.next_balance++;
3400
3401         ilb_cpu = get_nohz_load_balancer();
3402
3403         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids) {
3404                 ilb_cpu = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
3405                 if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
3406                         return;
3407         }
3408
3409         if (!cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick) {
3410                 struct call_single_data *cp;
3411
3412                 cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick = 1;
3413                 cp = &per_cpu(remote_sched_softirq_cb, cpu);
3414                 __smp_call_function_single(ilb_cpu, cp, 0);
3415         }
3416         return;
3417 }
3418
3419 /*
3420  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
3421  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
3422  * load balancing on behalf of all those cpus.
3423  *
3424  * When the ilb owner becomes busy, we will not have new ilb owner until some
3425  * idle CPU wakes up and goes back to idle or some busy CPU tries to kick
3426  * idle load balancing by kicking one of the idle CPUs.
3427  *
3428  * Ticks are stopped for the ilb owner as well, with busy CPU kicking this
3429  * ilb owner CPU in future (when there is a need for idle load balancing on
3430  * behalf of all idle CPUs).
3431  */
3432 void select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
3433 {
3434         int cpu = smp_processor_id();
3435
3436         if (stop_tick) {
3437                 if (!cpu_active(cpu)) {
3438                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
3439                                 return;
3440
3441                         /*
3442                          * If we are going offline and still the leader,
3443                          * give up!
3444                          */
3445                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
3446                                            nr_cpu_ids) != cpu)
3447                                 BUG();
3448
3449                         return;
3450                 }
3451
3452                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
3453
3454                 if (atomic_read(&nohz.first_pick_cpu) == cpu)
3455                         atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3456                 if (atomic_read(&nohz.second_pick_cpu) == cpu)
3457                         atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3458
3459                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) >= nr_cpu_ids) {
3460                         int new_ilb;
3461
3462                         /* make me the ilb owner */
3463                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids,
3464                                            cpu) != nr_cpu_ids)
3465                                 return;
3466
3467                         /*
3468                          * Check to see if there is a more power-efficient
3469                          * ilb.
3470                          */
3471                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
3472                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
3473                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids);
3474                                 resched_cpu(new_ilb);
3475                                 return;
3476                         }
3477                         return;
3478                 }
3479         } else {
3480                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
3481                         return;
3482
3483                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
3484
3485                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3486                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
3487                                            nr_cpu_ids) != cpu)
3488                                 BUG();
3489         }
3490         return;
3491 }
3492 #endif
3493
3494 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
3495
3496 /*
3497  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
3498  * and initiates a balancing operation if so.
3499  *
3500  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
3501  */
3502 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
3503 {
3504         int balance = 1;
3505         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3506         unsigned long interval;
3507         struct sched_domain *sd;
3508         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
3509         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
3510         int update_next_balance = 0;
3511         int need_serialize;
3512
3513         for_each_domain(cpu, sd) {
3514                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3515                         continue;
3516
3517                 interval = sd->balance_interval;
3518                 if (idle != CPU_IDLE)
3519                         interval *= sd->busy_factor;
3520
3521                 /* scale ms to jiffies */
3522                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
3523                 if (unlikely(!interval))
3524                         interval = 1;
3525                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
3526                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
3527
3528                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
3529
3530                 if (need_serialize) {
3531                         if (!spin_trylock(&balancing))
3532                                 goto out;
3533                 }
3534
3535                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
3536                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
3537                                 /*
3538                                  * We've pulled tasks over so either we're no
3539                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
3540                                  * not idle.
3541                                  */
3542                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
3543                         }
3544                         sd->last_balance = jiffies;
3545                 }
3546                 if (need_serialize)
3547                         spin_unlock(&balancing);
3548 out:
3549                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
3550                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3551                         update_next_balance = 1;
3552                 }
3553
3554                 /*
3555                  * Stop the load balance at this level. There is another
3556                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
3557                  * actively.
3558                  */
3559                 if (!balance)
3560                         break;
3561         }
3562
3563         /*
3564          * next_balance will be updated only when there is a need.
3565          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
3566          * updated.
3567          */
3568         if (likely(update_next_balance))
3569                 rq->next_balance = next_balance;
3570 }
3571
3572 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3573 /*
3574  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
3575  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
3576  */
3577 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
3578 {
3579         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3580         struct rq *rq;
3581         int balance_cpu;
3582
3583         if (idle != CPU_IDLE || !this_rq->nohz_balance_kick)
3584                 return;
3585
3586         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
3587                 if (balance_cpu == this_cpu)
3588                         continue;
3589
3590                 /*
3591                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
3592                  * work being done for other cpus. Next load
3593                  * balancing owner will pick it up.
3594                  */
3595                 if (need_resched()) {
3596                         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
3597                         break;
3598                 }
3599
3600                 raw_spin_lock_irq(&this_rq->lock);
3601                 update_rq_clock(this_rq);
3602                 update_cpu_load(this_rq);
3603                 raw_spin_unlock_irq(&this_rq->lock);
3604
3605                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
3606
3607                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
3608                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
3609                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
3610         }
3611         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
3612         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
3613 }
3614
3615 /*
3616  * Current heuristic for kicking the idle load balancer
3617  * - first_pick_cpu is the one of the busy CPUs. It will kick
3618  *   idle load balancer when it has more than one process active. This
3619  *   eliminates the need for idle load balancing altogether when we have
3620  *   only one running process in the system (common case).
3621  * - If there are more than one busy CPU, idle load balancer may have
3622  *   to run for active_load_balance to happen (i.e., two busy CPUs are
3623  *   SMT or core siblings and can run better if they move to different
3624  *   physical CPUs). So, second_pick_cpu is the second of the busy CPUs
3625  *   which will kick idle load balancer as soon as it has any load.
3626  */
3627 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
3628 {
3629         unsigned long now = jiffies;
3630         int ret;
3631         int first_pick_cpu, second_pick_cpu;
3632
3633         if (time_before(now, nohz.next_balance))
3634                 return 0;
3635
3636         if (!rq->nr_running)
3637                 return 0;
3638
3639         first_pick_cpu = atomic_read(&nohz.first_pick_cpu);
3640         second_pick_cpu = atomic_read(&nohz.second_pick_cpu);
3641
3642         if (first_pick_cpu < nr_cpu_ids && first_pick_cpu != cpu &&
3643             second_pick_cpu < nr_cpu_ids && second_pick_cpu != cpu)
3644                 return 0;
3645
3646         ret = atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
3647         if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
3648                 atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3649                 if (rq->nr_running > 1)
3650                         return 1;
3651         } else {
3652                 ret = atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
3653                 if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
3654                         if (rq->nr_running)
3655                                 return 1;
3656                 }
3657         }
3658         return 0;
3659 }
3660 #else
3661 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
3662 #endif
3663
3664 /*
3665  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
3666  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
3667  */
3668 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
3669 {
3670         int this_cpu = smp_processor_id();
3671         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3672         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
3673                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
3674
3675         rebalance_domains(this_cpu, idle);
3676
3677         /*
3678          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
3679          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
3680          * stopped.
3681          */
3682         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
3683 }
3684
3685 static inline int on_null_domain(int cpu)
3686 {
3687         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
3688 }
3689
3690 /*
3691  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
3692  */
3693 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
3694 {
3695         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
3696         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
3697             likely(!on_null_domain(cpu)))
3698                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
3699 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3700         else if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
3701                 nohz_balancer_kick(cpu);
3702 #endif
3703 }
3704
3705 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
3706 {
3707         update_sysctl();
3708 }
3709
3710 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
3711 {
3712         update_sysctl();
3713 }
3714
3715 #else   /* CONFIG_SMP */
3716
3717 /*
3718  * on UP we do not need to balance between CPUs:
3719  */
3720 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
3721 {
3722 }
3723
3724 #endif /* CONFIG_SMP */
3725
3726 /*
3727  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
3728  */
3729 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
3730 {
3731         struct cfs_rq *cfs_rq;
3732         struct sched_entity *se = &curr->se;
3733
3734         for_each_sched_entity(se) {
3735                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3736                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
3737         }
3738 }
3739
3740 /*
3741  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
3742  *  - child not yet on the tasklist
3743  *  - preemption disabled
3744  */
3745 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
3746 {
3747         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(current);
3748         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
3749         int this_cpu = smp_processor_id();
3750         struct rq *rq = this_rq();
3751         unsigned long flags;
3752
3753         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3754
3755         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu))
3756                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
3757
3758         update_curr(cfs_rq);
3759
3760         if (curr)
3761                 se->vruntime = curr->vruntime;
3762         place_entity(cfs_rq, se, 1);
3763
3764         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
3765                 /*
3766                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
3767                  * 'current' within the tree based on its new key value.
3768                  */
3769                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
3770                 resched_task(rq->curr);
3771         }
3772
3773         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3774
3775         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3776 }
3777
3778 /*
3779  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
3780  * the current task.
3781  */
3782 static void prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3783                               int oldprio, int running)
3784 {
3785         /*
3786          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
3787          * our priority decreased, or if we are not currently running on
3788          * this runqueue and our priority is higher than the current's
3789          */
3790         if (running) {
3791                 if (p->prio > oldprio)
3792                         resched_task(rq->curr);
3793         } else
3794                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3795 }
3796
3797 /*
3798  * We switched to the sched_fair class.
3799  */
3800 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3801                              int running)
3802 {
3803         /*
3804          * We were most likely switched from sched_rt, so
3805          * kick off the schedule if running, otherwise just see
3806          * if we can still preempt the current task.
3807          */
3808         if (running)
3809                 resched_task(rq->curr);
3810         else
3811                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3812 }
3813
3814 /* Account for a task changing its policy or group.
3815  *
3816  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
3817  * migrates between groups/classes.
3818  */
3819 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
3820 {
3821         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
3822
3823         for_each_sched_entity(se)
3824                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
3825 }
3826
3827 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3828 static void moved_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
3829 {
3830         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
3831
3832         update_curr(cfs_rq);
3833         if (!on_rq)
3834                 place_entity(cfs_rq, &p->se, 1);
3835 }
3836 #endif
3837
3838 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
3839 {
3840         struct sched_entity *se = &task->se;
3841         unsigned int rr_interval = 0;
3842
3843         /*
3844          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
3845          * idle runqueue:
3846          */
3847         if (rq->cfs.load.weight)
3848                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
3849
3850         return rr_interval;
3851 }
3852
3853 /*
3854  * All the scheduling class methods:
3855  */
3856 static const struct sched_class fair_sched_class = {
3857         .next                   = &idle_sched_class,
3858         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
3859         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
3860         .yield_task             = yield_task_fair,
3861
3862         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
3863
3864         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
3865         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
3866
3867 #ifdef CONFIG_SMP
3868         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
3869
3870         .rq_online              = rq_online_fair,
3871         .rq_offline             = rq_offline_fair,
3872
3873         .task_waking            = task_waking_fair,
3874 #endif
3875
3876         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
3877         .task_tick              = task_tick_fair,
3878         .task_fork              = task_fork_fair,
3879
3880         .prio_changed           = prio_changed_fair,
3881         .switched_to            = switched_to_fair,
3882
3883         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
3884
3885 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3886         .moved_group            = moved_group_fair,
3887 #endif
3888 };
3889
3890 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3891 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
3892 {
3893         struct cfs_rq *cfs_rq;
3894
3895         rcu_read_lock();
3896         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
3897                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
3898         rcu_read_unlock();
3899 }
3900 #endif