alarmtimer: Do not signal SIGEV_NONE timers
[pandora-kernel.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 #include <linux/cpumask.h>
26
27 /*
28  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
29  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
30  *
31  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
32  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
33  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
34  * based scheduling concepts.
35  *
36  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
37  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
38  */
39 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
40 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
41
42 /*
43  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
44  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
45  *
46  * Options are:
47  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
48  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
49  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
50  */
51 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
52         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
53
54 /*
55  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
56  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
57  */
58 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
59 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
60
61 /*
62  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
63  */
64 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
65
66 /*
67  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
68  * parent will (try to) run first.
69  */
70 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
71
72 /*
73  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
74  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
75  *
76  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
77  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
78  * have immediate wakeup/sleep latencies.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
81 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
82
83 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
84
85 /*
86  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
87  * distribution.
88  * (default: 10msec)
89  */
90 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
91
92 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
93 /*
94  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
95  * each time a cfs_rq requests quota.
96  *
97  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
98  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
99  * we will always only issue the remaining available time.
100  *
101  * default: 5 msec, units: microseconds
102   */
103 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
104 #endif
105
106 static const struct sched_class fair_sched_class;
107
108 /**************************************************************
109  * CFS operations on generic schedulable entities:
110  */
111
112 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
113
114 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
115 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
116 {
117         return cfs_rq->rq;
118 }
119
120 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
121 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
122
123 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
124 {
125 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
126         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
127 #endif
128         return container_of(se, struct task_struct, se);
129 }
130
131 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
132 #define for_each_sched_entity(se) \
133                 for (; se; se = se->parent)
134
135 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
136 {
137         return p->se.cfs_rq;
138 }
139
140 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
141 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
142 {
143         return se->cfs_rq;
144 }
145
146 /* runqueue "owned" by this group */
147 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
148 {
149         return grp->my_q;
150 }
151
152 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
153 {
154         if (!cfs_rq->on_list) {
155                 /*
156                  * Ensure we either appear before our parent (if already
157                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
158                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
159                  * reduces this to two cases.
160                  */
161                 if (cfs_rq->tg->parent &&
162                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
163                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
164                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
165                 } else {
166                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
167                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
168                 }
169
170                 cfs_rq->on_list = 1;
171         }
172 }
173
174 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
175 {
176         if (cfs_rq->on_list) {
177                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
178                 cfs_rq->on_list = 0;
179         }
180 }
181
182 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
183 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
184         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
185
186 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
187 static inline int
188 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
189 {
190         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
191                 return 1;
192
193         return 0;
194 }
195
196 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
197 {
198         return se->parent;
199 }
200
201 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
202 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
203 {
204         int depth = 0;
205
206         for_each_sched_entity(se)
207                 depth++;
208
209         return depth;
210 }
211
212 static void
213 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
214 {
215         int se_depth, pse_depth;
216
217         /*
218          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
219          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
220          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
221          * parent.
222          */
223
224         /* First walk up until both entities are at same depth */
225         se_depth = depth_se(*se);
226         pse_depth = depth_se(*pse);
227
228         while (se_depth > pse_depth) {
229                 se_depth--;
230                 *se = parent_entity(*se);
231         }
232
233         while (pse_depth > se_depth) {
234                 pse_depth--;
235                 *pse = parent_entity(*pse);
236         }
237
238         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
239                 *se = parent_entity(*se);
240                 *pse = parent_entity(*pse);
241         }
242 }
243
244 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
245
246 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
247 {
248         return container_of(se, struct task_struct, se);
249 }
250
251 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
252 {
253         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
254 }
255
256 #define entity_is_task(se)      1
257
258 #define for_each_sched_entity(se) \
259                 for (; se; se = NULL)
260
261 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
262 {
263         return &task_rq(p)->cfs;
264 }
265
266 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
267 {
268         struct task_struct *p = task_of(se);
269         struct rq *rq = task_rq(p);
270
271         return &rq->cfs;
272 }
273
274 /* runqueue "owned" by this group */
275 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
276 {
277         return NULL;
278 }
279
280 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
281 {
282 }
283
284 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
285 {
286 }
287
288 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
289                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
290
291 static inline int
292 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
293 {
294         return 1;
295 }
296
297 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
298 {
299         return NULL;
300 }
301
302 static inline void
303 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
304 {
305 }
306
307 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
308
309 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
310                                    unsigned long delta_exec);
311
312 /**************************************************************
313  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
314  */
315
316 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
317 {
318         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
319         if (delta > 0)
320                 min_vruntime = vruntime;
321
322         return min_vruntime;
323 }
324
325 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
326 {
327         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
328         if (delta < 0)
329                 min_vruntime = vruntime;
330
331         return min_vruntime;
332 }
333
334 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
335                                 struct sched_entity *b)
336 {
337         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
338 }
339
340 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
341 {
342         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
343
344         if (cfs_rq->curr)
345                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
346
347         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
348                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
349                                                    struct sched_entity,
350                                                    run_node);
351
352                 if (!cfs_rq->curr)
353                         vruntime = se->vruntime;
354                 else
355                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
356         }
357
358         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
359 #ifndef CONFIG_64BIT
360         smp_wmb();
361         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
362 #endif
363 }
364
365 /*
366  * Enqueue an entity into the rb-tree:
367  */
368 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
369 {
370         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
371         struct rb_node *parent = NULL;
372         struct sched_entity *entry;
373         int leftmost = 1;
374
375         /*
376          * Find the right place in the rbtree:
377          */
378         while (*link) {
379                 parent = *link;
380                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
381                 /*
382                  * We dont care about collisions. Nodes with
383                  * the same key stay together.
384                  */
385                 if (entity_before(se, entry)) {
386                         link = &parent->rb_left;
387                 } else {
388                         link = &parent->rb_right;
389                         leftmost = 0;
390                 }
391         }
392
393         /*
394          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
395          * used):
396          */
397         if (leftmost)
398                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
399
400         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
401         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
402 }
403
404 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
405 {
406         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
407                 struct rb_node *next_node;
408
409                 next_node = rb_next(&se->run_node);
410                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
411         }
412
413         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
414 }
415
416 static struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
417 {
418         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
419
420         if (!left)
421                 return NULL;
422
423         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
424 }
425
426 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
427 {
428         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
429
430         if (!next)
431                 return NULL;
432
433         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
434 }
435
436 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
437 static struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
438 {
439         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
440
441         if (!last)
442                 return NULL;
443
444         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
445 }
446
447 /**************************************************************
448  * Scheduling class statistics methods:
449  */
450
451 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
452                 void __user *buffer, size_t *lenp,
453                 loff_t *ppos)
454 {
455         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
456         int factor = get_update_sysctl_factor();
457
458         if (ret || !write)
459                 return ret;
460
461         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
462                                         sysctl_sched_min_granularity);
463
464 #define WRT_SYSCTL(name) \
465         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
466         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
467         WRT_SYSCTL(sched_latency);
468         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
469 #undef WRT_SYSCTL
470
471         return 0;
472 }
473 #endif
474
475 /*
476  * delta /= w
477  */
478 static inline unsigned long
479 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
480 {
481         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
482                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
483
484         return delta;
485 }
486
487 /*
488  * The idea is to set a period in which each task runs once.
489  *
490  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
491  * this period because otherwise the slices get too small.
492  *
493  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
494  */
495 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
496 {
497         u64 period = sysctl_sched_latency;
498         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
499
500         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
501                 period = sysctl_sched_min_granularity;
502                 period *= nr_running;
503         }
504
505         return period;
506 }
507
508 /*
509  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
510  * proportional to the weight.
511  *
512  * s = p*P[w/rw]
513  */
514 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
515 {
516         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
517
518         for_each_sched_entity(se) {
519                 struct load_weight *load;
520                 struct load_weight lw;
521
522                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
523                 load = &cfs_rq->load;
524
525                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
526                         lw = cfs_rq->load;
527
528                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
529                         load = &lw;
530                 }
531                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
532         }
533         return slice;
534 }
535
536 /*
537  * We calculate the vruntime slice of a to be inserted task
538  *
539  * vs = s/w
540  */
541 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
542 {
543         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
544 }
545
546 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update);
547 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq);
548
549 /*
550  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
551  * are not in our scheduling class.
552  */
553 static inline void
554 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
555               unsigned long delta_exec)
556 {
557         unsigned long delta_exec_weighted;
558
559         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
560                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
561
562         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
563         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
564         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
565
566         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
567         update_min_vruntime(cfs_rq);
568
569 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
570         cfs_rq->load_unacc_exec_time += delta_exec;
571 #endif
572 }
573
574 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
575 {
576         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
577         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
578         unsigned long delta_exec;
579
580         if (unlikely(!curr))
581                 return;
582
583         /*
584          * Get the amount of time the current task was running
585          * since the last time we changed load (this cannot
586          * overflow on 32 bits):
587          */
588         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
589         if (!delta_exec)
590                 return;
591
592         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
593         curr->exec_start = now;
594
595         if (entity_is_task(curr)) {
596                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
597
598                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
599                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
600                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
601         }
602
603         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
604 }
605
606 static inline void
607 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
608 {
609         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
610 }
611
612 /*
613  * Task is being enqueued - update stats:
614  */
615 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
616 {
617         /*
618          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
619          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
620          */
621         if (se != cfs_rq->curr)
622                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
623 }
624
625 static void
626 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
627 {
628         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
629                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
630         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
631         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
632                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
633 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
634         if (entity_is_task(se)) {
635                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
636                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
637         }
638 #endif
639         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
640 }
641
642 static inline void
643 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
644 {
645         /*
646          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
647          * waiting task:
648          */
649         if (se != cfs_rq->curr)
650                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
651 }
652
653 /*
654  * We are picking a new current task - update its stats:
655  */
656 static inline void
657 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
658 {
659         /*
660          * We are starting a new run period:
661          */
662         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
663 }
664
665 /**************************************************
666  * Scheduling class queueing methods:
667  */
668
669 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
670 static void
671 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
672 {
673         cfs_rq->task_weight += weight;
674 }
675 #else
676 static inline void
677 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
678 {
679 }
680 #endif
681
682 static void
683 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
684 {
685         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
686         if (!parent_entity(se))
687                 inc_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
688         if (entity_is_task(se)) {
689                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, se->load.weight);
690                 list_add(&se->group_node, &cfs_rq->tasks);
691         }
692         cfs_rq->nr_running++;
693 }
694
695 static void
696 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
697 {
698         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
699         if (!parent_entity(se))
700                 dec_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
701         if (entity_is_task(se)) {
702                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, -se->load.weight);
703                 list_del_init(&se->group_node);
704         }
705         cfs_rq->nr_running--;
706 }
707
708 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
709 /* we need this in update_cfs_load and load-balance functions below */
710 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
711 # ifdef CONFIG_SMP
712 static void update_cfs_rq_load_contribution(struct cfs_rq *cfs_rq,
713                                             int global_update)
714 {
715         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
716         long load_avg;
717
718         load_avg = div64_u64(cfs_rq->load_avg, cfs_rq->load_period+1);
719         load_avg -= cfs_rq->load_contribution;
720
721         if (global_update || abs(load_avg) > cfs_rq->load_contribution / 8) {
722                 atomic_add(load_avg, &tg->load_weight);
723                 cfs_rq->load_contribution += load_avg;
724         }
725 }
726
727 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
728 {
729         u64 period = sysctl_sched_shares_window;
730         u64 now, delta;
731         unsigned long load = cfs_rq->load.weight;
732
733         if (cfs_rq->tg == &root_task_group || throttled_hierarchy(cfs_rq))
734                 return;
735
736         now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
737         delta = now - cfs_rq->load_stamp;
738
739         /* truncate load history at 4 idle periods */
740         if (cfs_rq->load_stamp > cfs_rq->load_last &&
741             now - cfs_rq->load_last > 4 * period) {
742                 cfs_rq->load_period = 0;
743                 cfs_rq->load_avg = 0;
744                 delta = period - 1;
745         }
746
747         cfs_rq->load_stamp = now;
748         cfs_rq->load_unacc_exec_time = 0;
749         cfs_rq->load_period += delta;
750         if (load) {
751                 cfs_rq->load_last = now;
752                 cfs_rq->load_avg += delta * load;
753         }
754
755         /* consider updating load contribution on each fold or truncate */
756         if (global_update || cfs_rq->load_period > period
757             || !cfs_rq->load_period)
758                 update_cfs_rq_load_contribution(cfs_rq, global_update);
759
760         while (cfs_rq->load_period > period) {
761                 /*
762                  * Inline assembly required to prevent the compiler
763                  * optimising this loop into a divmod call.
764                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
765                  */
766                 asm("" : "+rm" (cfs_rq->load_period));
767                 cfs_rq->load_period /= 2;
768                 cfs_rq->load_avg /= 2;
769         }
770
771         if (!cfs_rq->curr && !cfs_rq->nr_running && !cfs_rq->load_avg)
772                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
773 }
774
775 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
776 {
777         long tg_weight;
778
779         /*
780          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
781          * to gain a more accurate current total weight. See
782          * update_cfs_rq_load_contribution().
783          */
784         tg_weight = atomic_read(&tg->load_weight);
785         tg_weight -= cfs_rq->load_contribution;
786         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
787
788         return tg_weight;
789 }
790
791 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
792 {
793         long tg_weight, load, shares;
794
795         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
796         load = cfs_rq->load.weight;
797
798         shares = (tg->shares * load);
799         if (tg_weight)
800                 shares /= tg_weight;
801
802         if (shares < MIN_SHARES)
803                 shares = MIN_SHARES;
804         if (shares > tg->shares)
805                 shares = tg->shares;
806
807         return shares;
808 }
809
810 static void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
811 {
812         if (cfs_rq->load_unacc_exec_time > sysctl_sched_shares_window) {
813                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
814                 update_cfs_shares(cfs_rq);
815         }
816 }
817 # else /* CONFIG_SMP */
818 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
819 {
820 }
821
822 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
823 {
824         return tg->shares;
825 }
826
827 static inline void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
828 {
829 }
830 # endif /* CONFIG_SMP */
831 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
832                             unsigned long weight)
833 {
834         if (se->on_rq) {
835                 /* commit outstanding execution time */
836                 if (cfs_rq->curr == se)
837                         update_curr(cfs_rq);
838                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
839         }
840
841         update_load_set(&se->load, weight);
842
843         if (se->on_rq)
844                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
845 }
846
847 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
848 {
849         struct task_group *tg;
850         struct sched_entity *se;
851         long shares;
852
853         tg = cfs_rq->tg;
854         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
855         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
856                 return;
857 #ifndef CONFIG_SMP
858         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
859                 return;
860 #endif
861         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
862
863         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
864 }
865 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
866 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
867 {
868 }
869
870 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
871 {
872 }
873
874 static inline void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
875 {
876 }
877 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
878
879 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
880 {
881 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
882         struct task_struct *tsk = NULL;
883
884         if (entity_is_task(se))
885                 tsk = task_of(se);
886
887         if (se->statistics.sleep_start) {
888                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
889
890                 if ((s64)delta < 0)
891                         delta = 0;
892
893                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
894                         se->statistics.sleep_max = delta;
895
896                 se->statistics.sleep_start = 0;
897                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
898
899                 if (tsk) {
900                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
901                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
902                 }
903         }
904         if (se->statistics.block_start) {
905                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
906
907                 if ((s64)delta < 0)
908                         delta = 0;
909
910                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
911                         se->statistics.block_max = delta;
912
913                 se->statistics.block_start = 0;
914                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
915
916                 if (tsk) {
917                         if (tsk->in_iowait) {
918                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
919                                 se->statistics.iowait_count++;
920                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
921                         }
922
923                         /*
924                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
925                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
926                          * amount of time that the task spent sleeping:
927                          */
928                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
929                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
930                                                 (void *)get_wchan(tsk),
931                                                 delta >> 20);
932                         }
933                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
934                 }
935         }
936 #endif
937 }
938
939 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
940 {
941 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
942         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
943
944         if (d < 0)
945                 d = -d;
946
947         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
948                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
949 #endif
950 }
951
952 static void
953 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
954 {
955         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
956
957         /*
958          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
959          * however the extra weight of the new task will slow them down a
960          * little, place the new task so that it fits in the slot that
961          * stays open at the end.
962          */
963         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
964                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
965
966         /* sleeps up to a single latency don't count. */
967         if (!initial) {
968                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
969
970                 /*
971                  * Halve their sleep time's effect, to allow
972                  * for a gentler effect of sleepers:
973                  */
974                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
975                         thresh >>= 1;
976
977                 vruntime -= thresh;
978         }
979
980         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
981         vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
982
983         se->vruntime = vruntime;
984 }
985
986 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
987
988 static void
989 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
990 {
991         /*
992          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
993          * through callig update_curr().
994          */
995         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
996                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
997
998         /*
999          * Update run-time statistics of the 'current'.
1000          */
1001         update_curr(cfs_rq);
1002         update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1003         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1004         update_cfs_shares(cfs_rq);
1005
1006         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1007                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
1008                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1009         }
1010
1011         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1012         check_spread(cfs_rq, se);
1013         if (se != cfs_rq->curr)
1014                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1015         se->on_rq = 1;
1016
1017         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
1018                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
1019                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
1020         }
1021 }
1022
1023 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
1024 {
1025         for_each_sched_entity(se) {
1026                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1027                 if (cfs_rq->last == se)
1028                         cfs_rq->last = NULL;
1029                 else
1030                         break;
1031         }
1032 }
1033
1034 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
1035 {
1036         for_each_sched_entity(se) {
1037                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1038                 if (cfs_rq->next == se)
1039                         cfs_rq->next = NULL;
1040                 else
1041                         break;
1042         }
1043 }
1044
1045 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
1046 {
1047         for_each_sched_entity(se) {
1048                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1049                 if (cfs_rq->skip == se)
1050                         cfs_rq->skip = NULL;
1051                 else
1052                         break;
1053         }
1054 }
1055
1056 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1057 {
1058         if (cfs_rq->last == se)
1059                 __clear_buddies_last(se);
1060
1061         if (cfs_rq->next == se)
1062                 __clear_buddies_next(se);
1063
1064         if (cfs_rq->skip == se)
1065                 __clear_buddies_skip(se);
1066 }
1067
1068 static void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1069
1070 static void
1071 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1072 {
1073         /*
1074          * Update run-time statistics of the 'current'.
1075          */
1076         update_curr(cfs_rq);
1077
1078         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
1079         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
1080 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1081                 if (entity_is_task(se)) {
1082                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
1083
1084                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1085                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1086                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1087                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1088                 }
1089 #endif
1090         }
1091
1092         clear_buddies(cfs_rq, se);
1093
1094         if (se != cfs_rq->curr)
1095                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1096         se->on_rq = 0;
1097         update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1098         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1099
1100         /*
1101          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
1102          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
1103          * movement in our normalized position.
1104          */
1105         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
1106                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1107
1108         /* return excess runtime on last dequeue */
1109         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1110
1111         update_min_vruntime(cfs_rq);
1112         update_cfs_shares(cfs_rq);
1113 }
1114
1115 /*
1116  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1117  */
1118 static void
1119 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
1120 {
1121         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
1122         struct sched_entity *se;
1123         s64 delta;
1124
1125         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
1126         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
1127         if (delta_exec > ideal_runtime) {
1128                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1129                 /*
1130                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
1131                  * re-elected due to buddy favours.
1132                  */
1133                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
1134                 return;
1135         }
1136
1137         /*
1138          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
1139          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
1140          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
1141          */
1142         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
1143                 return;
1144
1145         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1146         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
1147
1148         if (delta < 0)
1149                 return;
1150
1151         if (delta > ideal_runtime)
1152                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1153 }
1154
1155 static void
1156 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1157 {
1158         /* 'current' is not kept within the tree. */
1159         if (se->on_rq) {
1160                 /*
1161                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
1162                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
1163                  * runqueue.
1164                  */
1165                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1166                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1167         }
1168
1169         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
1170         cfs_rq->curr = se;
1171 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1172         /*
1173          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
1174          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
1175          * when there are only lesser-weight tasks around):
1176          */
1177         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
1178                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
1179                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
1180         }
1181 #endif
1182         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
1183 }
1184
1185 static int
1186 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
1187
1188 /*
1189  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
1190  * 1) keep things fair between processes/task groups
1191  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
1192  * 3) pick the "last" process, for cache locality
1193  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
1194  */
1195 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
1196 {
1197         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1198         struct sched_entity *left = se;
1199
1200         /*
1201          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
1202          * be done without getting too unfair.
1203          */
1204         if (cfs_rq->skip == se) {
1205                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
1206                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
1207                         se = second;
1208         }
1209
1210         /*
1211          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
1212          */
1213         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
1214                 se = cfs_rq->last;
1215
1216         /*
1217          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
1218          */
1219         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
1220                 se = cfs_rq->next;
1221
1222         clear_buddies(cfs_rq, se);
1223
1224         return se;
1225 }
1226
1227 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1228
1229 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
1230 {
1231         /*
1232          * If still on the runqueue then deactivate_task()
1233          * was not called and update_curr() has to be done:
1234          */
1235         if (prev->on_rq)
1236                 update_curr(cfs_rq);
1237
1238         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
1239         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1240
1241         check_spread(cfs_rq, prev);
1242         if (prev->on_rq) {
1243                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
1244                 /* Put 'current' back into the tree. */
1245                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
1246         }
1247         cfs_rq->curr = NULL;
1248 }
1249
1250 static void
1251 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
1252 {
1253         /*
1254          * Update run-time statistics of the 'current'.
1255          */
1256         update_curr(cfs_rq);
1257
1258         /*
1259          * Update share accounting for long-running entities.
1260          */
1261         update_entity_shares_tick(cfs_rq);
1262
1263 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1264         /*
1265          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
1266          * validating it and just reschedule.
1267          */
1268         if (queued) {
1269                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1270                 return;
1271         }
1272         /*
1273          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
1274          */
1275         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
1276                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
1277                 return;
1278 #endif
1279
1280         if (cfs_rq->nr_running > 1)
1281                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
1282 }
1283
1284
1285 /**************************************************
1286  * CFS bandwidth control machinery
1287  */
1288
1289 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
1290 /*
1291  * default period for cfs group bandwidth.
1292  * default: 0.1s, units: nanoseconds
1293  */
1294 static inline u64 default_cfs_period(void)
1295 {
1296         return 100000000ULL;
1297 }
1298
1299 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
1300 {
1301         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
1302 }
1303
1304 /*
1305  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
1306  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
1307  * additional synchronization around rq->lock.
1308  *
1309  * requires cfs_b->lock
1310  */
1311 static void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1312 {
1313         u64 now;
1314
1315         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1316                 return;
1317
1318         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
1319         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
1320         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
1321 }
1322
1323 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
1324 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1325 {
1326         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1327         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
1328         u64 amount = 0, min_amount, expires;
1329
1330         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
1331         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
1332
1333         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1334         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1335                 amount = min_amount;
1336         else {
1337                 /*
1338                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
1339                  * period must have elapsed since the last consumption.
1340                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
1341                  * active.
1342                  */
1343                 if (!cfs_b->timer_active) {
1344                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
1345                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
1346                 }
1347
1348                 if (cfs_b->runtime > 0) {
1349                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
1350                         cfs_b->runtime -= amount;
1351                         cfs_b->idle = 0;
1352                 }
1353         }
1354         expires = cfs_b->runtime_expires;
1355         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1356
1357         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
1358         /*
1359          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
1360          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
1361          * issued.
1362          */
1363         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
1364                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
1365
1366         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
1367 }
1368
1369 /*
1370  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
1371  * fact that rq->clock snapshots this value.
1372  */
1373 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1374 {
1375         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1376         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1377
1378         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
1379         if (likely((s64)(rq->clock - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
1380                 return;
1381
1382         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
1383                 return;
1384
1385         /*
1386          * If the local deadline has passed we have to consider the
1387          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
1388          * has not truly expired.
1389          *
1390          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
1391          * whether the global deadline has advanced.
1392          */
1393
1394         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
1395                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
1396                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
1397         } else {
1398                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
1399                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
1400         }
1401 }
1402
1403 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
1404                                      unsigned long delta_exec)
1405 {
1406         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
1407         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
1408         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1409
1410         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
1411                 return;
1412
1413         /*
1414          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
1415          * hierarchy can be throttled
1416          */
1417         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
1418                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1419 }
1420
1421 static __always_inline void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
1422                                                    unsigned long delta_exec)
1423 {
1424         if (!cfs_rq->runtime_enabled)
1425                 return;
1426
1427         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
1428 }
1429
1430 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
1431 {
1432         return cfs_rq->throttled;
1433 }
1434
1435 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
1436 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
1437 {
1438         return cfs_rq->throttle_count;
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
1443  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
1444  * load-balance operations.
1445  */
1446 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
1447                                     int src_cpu, int dest_cpu)
1448 {
1449         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
1450
1451         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
1452         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
1453
1454         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
1455                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
1456 }
1457
1458 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
1459 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
1460 {
1461         struct rq *rq = data;
1462         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1463
1464         cfs_rq->throttle_count--;
1465 #ifdef CONFIG_SMP
1466         if (!cfs_rq->throttle_count) {
1467                 u64 delta = rq->clock_task - cfs_rq->load_stamp;
1468
1469                 /* leaving throttled state, advance shares averaging windows */
1470                 cfs_rq->load_stamp += delta;
1471                 cfs_rq->load_last += delta;
1472
1473                 /* update entity weight now that we are on_rq again */
1474                 update_cfs_shares(cfs_rq);
1475         }
1476 #endif
1477
1478         return 0;
1479 }
1480
1481 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
1482 {
1483         struct rq *rq = data;
1484         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1485
1486         /* group is entering throttled state, record last load */
1487         if (!cfs_rq->throttle_count)
1488                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1489         cfs_rq->throttle_count++;
1490
1491         return 0;
1492 }
1493
1494 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
1495 {
1496         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1497         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1498         struct sched_entity *se;
1499         long task_delta, dequeue = 1;
1500
1501         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1502
1503         /* account load preceding throttle */
1504         rcu_read_lock();
1505         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
1506         rcu_read_unlock();
1507
1508         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
1509         for_each_sched_entity(se) {
1510                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
1511                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
1512                 if (!se->on_rq)
1513                         break;
1514
1515                 if (dequeue)
1516                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
1517                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
1518
1519                 if (qcfs_rq->load.weight)
1520                         dequeue = 0;
1521         }
1522
1523         if (!se)
1524                 rq->nr_running -= task_delta;
1525
1526         cfs_rq->throttled = 1;
1527         cfs_rq->throttled_timestamp = rq->clock;
1528         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1529         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
1530         if (!cfs_b->timer_active)
1531                 __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
1532         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1533 }
1534
1535 static void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
1536 {
1537         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1538         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1539         struct sched_entity *se;
1540         int enqueue = 1;
1541         long task_delta;
1542
1543         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1544
1545         cfs_rq->throttled = 0;
1546         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1547         cfs_b->throttled_time += rq->clock - cfs_rq->throttled_timestamp;
1548         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
1549         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1550         cfs_rq->throttled_timestamp = 0;
1551
1552         update_rq_clock(rq);
1553         /* update hierarchical throttle state */
1554         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
1555
1556         if (!cfs_rq->load.weight)
1557                 return;
1558
1559         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
1560         for_each_sched_entity(se) {
1561                 if (se->on_rq)
1562                         enqueue = 0;
1563
1564                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1565                 if (enqueue)
1566                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
1567                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
1568
1569                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1570                         break;
1571         }
1572
1573         if (!se)
1574                 rq->nr_running += task_delta;
1575
1576         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
1577         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
1578                 resched_task(rq->curr);
1579 }
1580
1581 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
1582                 u64 remaining, u64 expires)
1583 {
1584         struct cfs_rq *cfs_rq;
1585         u64 runtime = remaining;
1586
1587         rcu_read_lock();
1588         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
1589                                 throttled_list) {
1590                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1591
1592                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1593                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1594                         goto next;
1595
1596                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
1597                 if (runtime > remaining)
1598                         runtime = remaining;
1599                 remaining -= runtime;
1600
1601                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
1602                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
1603
1604                 /* we check whether we're throttled above */
1605                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
1606                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
1607
1608 next:
1609                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1610
1611                 if (!remaining)
1612                         break;
1613         }
1614         rcu_read_unlock();
1615
1616         return remaining;
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
1621  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
1622  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
1623  * used to track this state.
1624  */
1625 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
1626 {
1627         u64 runtime, runtime_expires;
1628         int idle = 1, throttled;
1629
1630         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1631         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
1632         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1633                 goto out_unlock;
1634
1635         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
1636         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
1637         idle = cfs_b->idle && !throttled;
1638         cfs_b->nr_periods += overrun;
1639
1640         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
1641         if (idle)
1642                 goto out_unlock;
1643
1644         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
1645
1646         if (!throttled) {
1647                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
1648                 cfs_b->idle = 1;
1649                 goto out_unlock;
1650         }
1651
1652         /* account preceding periods in which throttling occurred */
1653         cfs_b->nr_throttled += overrun;
1654
1655         /*
1656          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
1657          * to unthrottle them before making it generally available.  This
1658          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
1659          * allowed to run.
1660          */
1661         runtime = cfs_b->runtime;
1662         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
1663         cfs_b->runtime = 0;
1664
1665         /*
1666          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
1667          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
1668          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
1669          */
1670         while (throttled && runtime > 0) {
1671                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1672                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
1673                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
1674                                                  runtime_expires);
1675                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1676
1677                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
1678         }
1679
1680         /* return (any) remaining runtime */
1681         cfs_b->runtime = runtime;
1682         /*
1683          * While we are ensured activity in the period following an
1684          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
1685          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
1686          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
1687          */
1688         cfs_b->idle = 0;
1689 out_unlock:
1690         if (idle)
1691                 cfs_b->timer_active = 0;
1692         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1693
1694         return idle;
1695 }
1696
1697 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
1698 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
1699 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
1700 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
1701 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
1702 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
1703
1704 /* are we near the end of the current quota period? */
1705 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
1706 {
1707         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
1708         u64 remaining;
1709
1710         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
1711         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
1712                 return 1;
1713
1714         /* is a quota refresh about to occur? */
1715         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
1716         if (remaining < min_expire)
1717                 return 1;
1718
1719         return 0;
1720 }
1721
1722 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1723 {
1724         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
1725
1726         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
1727         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
1728                 return;
1729
1730         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
1731                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
1732 }
1733
1734 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
1735 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1736 {
1737         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1738         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
1739
1740         if (slack_runtime <= 0)
1741                 return;
1742
1743         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1744         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
1745             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
1746                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
1747
1748                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
1749                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
1750                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
1751                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
1752         }
1753         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1754
1755         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
1756         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
1757 }
1758
1759 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1760 {
1761         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
1762                 return;
1763
1764         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1765 }
1766
1767 /*
1768  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
1769  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
1770  */
1771 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1772 {
1773         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
1774         u64 expires;
1775
1776         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
1777         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
1778                 return;
1779
1780         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1781         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
1782                 runtime = cfs_b->runtime;
1783                 cfs_b->runtime = 0;
1784         }
1785         expires = cfs_b->runtime_expires;
1786         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1787
1788         if (!runtime)
1789                 return;
1790
1791         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
1792
1793         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1794         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
1795                 cfs_b->runtime = runtime;
1796         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1797 }
1798
1799 /*
1800  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
1801  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
1802  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
1803  */
1804 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
1805 {
1806         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
1807         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
1808                 return;
1809
1810         /* ensure the group is not already throttled */
1811         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1812                 return;
1813
1814         /* update runtime allocation */
1815         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
1816         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
1817                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
1818 }
1819
1820 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
1821 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1822 {
1823         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
1824                 return;
1825
1826         /*
1827          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
1828          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
1829          */
1830         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1831                 return;
1832
1833         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
1834 }
1835 #else
1836 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
1837                                      unsigned long delta_exec) {}
1838 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1839 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1840 static void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1841
1842 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
1843 {
1844         return 0;
1845 }
1846
1847 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
1848 {
1849         return 0;
1850 }
1851
1852 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
1853                                     int src_cpu, int dest_cpu)
1854 {
1855         return 0;
1856 }
1857 #endif
1858
1859 /**************************************************
1860  * CFS operations on tasks:
1861  */
1862
1863 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1864 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1865 {
1866         struct sched_entity *se = &p->se;
1867         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1868
1869         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
1870
1871         if (hrtick_enabled(rq) && cfs_rq->nr_running > 1) {
1872                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
1873                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
1874                 s64 delta = slice - ran;
1875
1876                 if (delta < 0) {
1877                         if (rq->curr == p)
1878                                 resched_task(p);
1879                         return;
1880                 }
1881
1882                 /*
1883                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
1884                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
1885                  */
1886                 if (rq->curr != p)
1887                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
1888
1889                 hrtick_start(rq, delta);
1890         }
1891 }
1892
1893 /*
1894  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
1895  * current task is from our class and nr_running is low enough
1896  * to matter.
1897  */
1898 static void hrtick_update(struct rq *rq)
1899 {
1900         struct task_struct *curr = rq->curr;
1901
1902         if (curr->sched_class != &fair_sched_class)
1903                 return;
1904
1905         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
1906                 hrtick_start_fair(rq, curr);
1907 }
1908 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1909 static inline void
1910 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1911 {
1912 }
1913
1914 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
1915 {
1916 }
1917 #endif
1918
1919 /*
1920  * The enqueue_task method is called before nr_running is
1921  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
1922  * then put the task into the rbtree:
1923  */
1924 static void
1925 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1926 {
1927         struct cfs_rq *cfs_rq;
1928         struct sched_entity *se = &p->se;
1929
1930         for_each_sched_entity(se) {
1931                 if (se->on_rq)
1932                         break;
1933                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1934                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
1935
1936                 /*
1937                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
1938                  *
1939                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
1940                  * post the final h_nr_running increment below.
1941                 */
1942                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1943                         break;
1944                 cfs_rq->h_nr_running++;
1945
1946                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1947         }
1948
1949         for_each_sched_entity(se) {
1950                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1951                 cfs_rq->h_nr_running++;
1952
1953                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1954                         break;
1955
1956                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1957                 update_cfs_shares(cfs_rq);
1958         }
1959
1960         if (!se)
1961                 inc_nr_running(rq);
1962         hrtick_update(rq);
1963 }
1964
1965 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
1966
1967 /*
1968  * The dequeue_task method is called before nr_running is
1969  * decreased. We remove the task from the rbtree and
1970  * update the fair scheduling stats:
1971  */
1972 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1973 {
1974         struct cfs_rq *cfs_rq;
1975         struct sched_entity *se = &p->se;
1976         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
1977
1978         for_each_sched_entity(se) {
1979                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1980                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
1981
1982                 /*
1983                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
1984                  *
1985                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
1986                  * post the final h_nr_running decrement below.
1987                 */
1988                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1989                         break;
1990                 cfs_rq->h_nr_running--;
1991
1992                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
1993                 if (cfs_rq->load.weight) {
1994                         /*
1995                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
1996                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
1997                          */
1998                         if (task_sleep && parent_entity(se))
1999                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
2000
2001                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
2002                         se = parent_entity(se);
2003                         break;
2004                 }
2005                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
2006         }
2007
2008         for_each_sched_entity(se) {
2009                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2010                 cfs_rq->h_nr_running--;
2011
2012                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2013                         break;
2014
2015                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
2016                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2017         }
2018
2019         if (!se)
2020                 dec_nr_running(rq);
2021         hrtick_update(rq);
2022 }
2023
2024 #ifdef CONFIG_SMP
2025
2026 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
2027 {
2028         struct sched_entity *se = &p->se;
2029         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2030         u64 min_vruntime;
2031
2032 #ifndef CONFIG_64BIT
2033         u64 min_vruntime_copy;
2034
2035         do {
2036                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
2037                 smp_rmb();
2038                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2039         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
2040 #else
2041         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2042 #endif
2043
2044         se->vruntime -= min_vruntime;
2045 }
2046
2047 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2048 /*
2049  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
2050  *
2051  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
2052  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
2053  * can calculate the shift in shares.
2054  *
2055  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
2056  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
2057  * total group weight.
2058  *
2059  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
2060  * distribution (s_i) using:
2061  *
2062  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
2063  *
2064  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
2065  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
2066  * shares distribution (s_i):
2067  *
2068  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
2069  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
2070  *
2071  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
2072  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
2073  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
2074  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
2075  *
2076  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
2077  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
2078  *
2079  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
2080  *
2081  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
2082  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
2083  * weight and shares distributions like:
2084  *
2085  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
2086  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
2087  *
2088  * We can then compute the difference in effective weight by using:
2089  *
2090  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
2091  *
2092  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
2093  *
2094  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
2095  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
2096  * 4/7) times the weight of the group.
2097  */
2098 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
2099 {
2100         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
2101
2102         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
2103                 return wl;
2104
2105         for_each_sched_entity(se) {
2106                 long w, W;
2107
2108                 tg = se->my_q->tg;
2109
2110                 /*
2111                  * W = @wg + \Sum rw_j
2112                  */
2113                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
2114
2115                 /*
2116                  * w = rw_i + @wl
2117                  */
2118                 w = se->my_q->load.weight + wl;
2119
2120                 /*
2121                  * wl = S * s'_i; see (2)
2122                  */
2123                 if (W > 0 && w < W)
2124                         wl = (w * tg->shares) / W;
2125                 else
2126                         wl = tg->shares;
2127
2128                 /*
2129                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
2130                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
2131                  * calc_cfs_shares().
2132                  */
2133                 if (wl < MIN_SHARES)
2134                         wl = MIN_SHARES;
2135
2136                 /*
2137                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
2138                  */
2139                 wl -= se->load.weight;
2140
2141                 /*
2142                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
2143                  * the final effective load change on the root group. Since
2144                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
2145                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
2146                  * resulting from this level per the above.
2147                  */
2148                 wg = 0;
2149         }
2150
2151         return wl;
2152 }
2153 #else
2154
2155 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
2156                 unsigned long wl, unsigned long wg)
2157 {
2158         return wl;
2159 }
2160
2161 #endif
2162
2163 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
2164 {
2165         s64 this_load, load;
2166         int idx, this_cpu, prev_cpu;
2167         unsigned long tl_per_task;
2168         struct task_group *tg;
2169         unsigned long weight;
2170         int balanced;
2171
2172         idx       = sd->wake_idx;
2173         this_cpu  = smp_processor_id();
2174         prev_cpu  = task_cpu(p);
2175         load      = source_load(prev_cpu, idx);
2176         this_load = target_load(this_cpu, idx);
2177
2178         /*
2179          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
2180          * effect of the currently running task from the load
2181          * of the current CPU:
2182          */
2183         if (sync) {
2184                 tg = task_group(current);
2185                 weight = current->se.load.weight;
2186
2187                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
2188                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
2189         }
2190
2191         tg = task_group(p);
2192         weight = p->se.load.weight;
2193
2194         /*
2195          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
2196          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
2197          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
2198          * about that, so that's good too.
2199          *
2200          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
2201          * task to be woken on this_cpu.
2202          */
2203         if (this_load > 0) {
2204                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
2205
2206                 this_eff_load = 100;
2207                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
2208                 this_eff_load *= this_load +
2209                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
2210
2211                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2212                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
2213                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
2214
2215                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
2216         } else
2217                 balanced = true;
2218
2219         /*
2220          * If the currently running task will sleep within
2221          * a reasonable amount of time then attract this newly
2222          * woken task:
2223          */
2224         if (sync && balanced)
2225                 return 1;
2226
2227         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
2228         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2229
2230         if (balanced ||
2231             (this_load <= load &&
2232              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
2233                 /*
2234                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
2235                  * p is cache cold in this domain, and
2236                  * there is no bad imbalance.
2237                  */
2238                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
2239                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
2240
2241                 return 1;
2242         }
2243         return 0;
2244 }
2245
2246 /*
2247  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2248  * domain.
2249  */
2250 static struct sched_group *
2251 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
2252                   int this_cpu, int load_idx)
2253 {
2254         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
2255         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2256         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2257
2258         do {
2259                 unsigned long load, avg_load;
2260                 int local_group;
2261                 int i;
2262
2263                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2264                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2265                                         tsk_cpus_allowed(p)))
2266                         continue;
2267
2268                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2269                                                sched_group_cpus(group));
2270
2271                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2272                 avg_load = 0;
2273
2274                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2275                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2276                         if (local_group)
2277                                 load = source_load(i, load_idx);
2278                         else
2279                                 load = target_load(i, load_idx);
2280
2281                         avg_load += load;
2282                 }
2283
2284                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2285                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
2286
2287                 if (local_group) {
2288                         this_load = avg_load;
2289                 } else if (avg_load < min_load) {
2290                         min_load = avg_load;
2291                         idlest = group;
2292                 }
2293         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2294
2295         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2296                 return NULL;
2297         return idlest;
2298 }
2299
2300 /*
2301  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2302  */
2303 static int
2304 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
2305 {
2306         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2307         int idlest = -1;
2308         int i;
2309
2310         /* Traverse only the allowed CPUs */
2311         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
2312                 load = weighted_cpuload(i);
2313
2314                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2315                         min_load = load;
2316                         idlest = i;
2317                 }
2318         }
2319
2320         return idlest;
2321 }
2322
2323 /*
2324  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
2325  */
2326 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
2327 {
2328         int cpu = smp_processor_id();
2329         int prev_cpu = task_cpu(p);
2330         struct sched_domain *sd;
2331         struct sched_group *sg;
2332         int i, smt = 0;
2333
2334         /*
2335          * If the task is going to be woken-up on this cpu and if it is
2336          * already idle, then it is the right target.
2337          */
2338         if (target == cpu && idle_cpu(cpu))
2339                 return cpu;
2340
2341         /*
2342          * If the task is going to be woken-up on the cpu where it previously
2343          * ran and if it is currently idle, then it the right target.
2344          */
2345         if (target == prev_cpu && idle_cpu(prev_cpu))
2346                 return prev_cpu;
2347
2348         /*
2349          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
2350          */
2351         rcu_read_lock();
2352 again:
2353         for_each_domain(target, sd) {
2354                 if (!smt && (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
2355                         continue;
2356
2357                 if (smt && !(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
2358                         break;
2359
2360                 if (!(sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES))
2361                         break;
2362
2363                 sg = sd->groups;
2364                 do {
2365                         if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(sg),
2366                                                 tsk_cpus_allowed(p)))
2367                                 goto next;
2368
2369                         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(sg)) {
2370                                 if (!idle_cpu(i))
2371                                         goto next;
2372                         }
2373
2374                         target = cpumask_first_and(sched_group_cpus(sg),
2375                                         tsk_cpus_allowed(p));
2376                         goto done;
2377 next:
2378                         sg = sg->next;
2379                 } while (sg != sd->groups);
2380         }
2381         if (!smt) {
2382                 smt = 1;
2383                 goto again;
2384         }
2385 done:
2386         rcu_read_unlock();
2387
2388         return target;
2389 }
2390
2391 /*
2392  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2393  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2394  * SD_BALANCE_EXEC.
2395  *
2396  * Balance, ie. select the least loaded group.
2397  *
2398  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2399  *
2400  * preempt must be disabled.
2401  */
2402 static int
2403 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
2404 {
2405         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
2406         int cpu = smp_processor_id();
2407         int prev_cpu = task_cpu(p);
2408         int new_cpu = cpu;
2409         int want_affine = 0;
2410         int want_sd = 1;
2411         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
2412
2413         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
2414                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
2415                         want_affine = 1;
2416                 new_cpu = prev_cpu;
2417         }
2418
2419         rcu_read_lock();
2420         for_each_domain(cpu, tmp) {
2421                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
2422                         continue;
2423
2424                 /*
2425                  * If power savings logic is enabled for a domain, see if we
2426                  * are not overloaded, if so, don't balance wider.
2427                  */
2428                 if (tmp->flags & (SD_POWERSAVINGS_BALANCE|SD_PREFER_LOCAL)) {
2429                         unsigned long power = 0;
2430                         unsigned long nr_running = 0;
2431                         unsigned long capacity;
2432                         int i;
2433
2434                         for_each_cpu(i, sched_domain_span(tmp)) {
2435                                 power += power_of(i);
2436                                 nr_running += cpu_rq(i)->cfs.nr_running;
2437                         }
2438
2439                         capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE);
2440
2441                         if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
2442                                 nr_running /= 2;
2443
2444                         if (nr_running < capacity)
2445                                 want_sd = 0;
2446                 }
2447
2448                 /*
2449                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
2450                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
2451                  */
2452                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
2453                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
2454                         affine_sd = tmp;
2455                         want_affine = 0;
2456                 }
2457
2458                 if (!want_sd && !want_affine)
2459                         break;
2460
2461                 if (!(tmp->flags & sd_flag))
2462                         continue;
2463
2464                 if (want_sd)
2465                         sd = tmp;
2466         }
2467
2468         if (affine_sd) {
2469                 if (cpu == prev_cpu || wake_affine(affine_sd, p, sync))
2470                         prev_cpu = cpu;
2471
2472                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
2473                 goto unlock;
2474         }
2475
2476         while (sd) {
2477                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
2478                 struct sched_group *group;
2479                 int weight;
2480
2481                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
2482                         sd = sd->child;
2483                         continue;
2484                 }
2485
2486                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
2487                         load_idx = sd->wake_idx;
2488
2489                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
2490                 if (!group) {
2491                         sd = sd->child;
2492                         continue;
2493                 }
2494
2495                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
2496                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
2497                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
2498                         sd = sd->child;
2499                         continue;
2500                 }
2501
2502                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
2503                 cpu = new_cpu;
2504                 weight = sd->span_weight;
2505                 sd = NULL;
2506                 for_each_domain(cpu, tmp) {
2507                         if (weight <= tmp->span_weight)
2508                                 break;
2509                         if (tmp->flags & sd_flag)
2510                                 sd = tmp;
2511                 }
2512                 /* while loop will break here if sd == NULL */
2513         }
2514 unlock:
2515         rcu_read_unlock();
2516
2517         return new_cpu;
2518 }
2519 #endif /* CONFIG_SMP */
2520
2521 static unsigned long
2522 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
2523 {
2524         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2525
2526         /*
2527          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
2528          * to virtual-time in his units.
2529          *
2530          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
2531          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
2532          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
2533          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
2534          * be smaller, again penalizing the lighter task.
2535          *
2536          * This is especially important for buddies when the leftmost
2537          * task is higher priority than the buddy.
2538          */
2539         return calc_delta_fair(gran, se);
2540 }
2541
2542 /*
2543  * Should 'se' preempt 'curr'.
2544  *
2545  *             |s1
2546  *        |s2
2547  *   |s3
2548  *         g
2549  *      |<--->|c
2550  *
2551  *  w(c, s1) = -1
2552  *  w(c, s2) =  0
2553  *  w(c, s3) =  1
2554  *
2555  */
2556 static int
2557 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
2558 {
2559         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
2560
2561         if (vdiff <= 0)
2562                 return -1;
2563
2564         gran = wakeup_gran(curr, se);
2565         if (vdiff > gran)
2566                 return 1;
2567
2568         return 0;
2569 }
2570
2571 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
2572 {
2573         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
2574                 return;
2575
2576         for_each_sched_entity(se)
2577                 cfs_rq_of(se)->last = se;
2578 }
2579
2580 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
2581 {
2582         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
2583                 return;
2584
2585         for_each_sched_entity(se)
2586                 cfs_rq_of(se)->next = se;
2587 }
2588
2589 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
2590 {
2591         for_each_sched_entity(se)
2592                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
2593 }
2594
2595 /*
2596  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2597  */
2598 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
2599 {
2600         struct task_struct *curr = rq->curr;
2601         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
2602         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
2603         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
2604         int next_buddy_marked = 0;
2605
2606         if (unlikely(se == pse))
2607                 return;
2608
2609         /*
2610          * This is possible from callers such as pull_task(), in which we
2611          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
2612          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
2613          * next-buddy nomination below.
2614          */
2615         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
2616                 return;
2617
2618         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
2619                 set_next_buddy(pse);
2620                 next_buddy_marked = 1;
2621         }
2622
2623         /*
2624          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
2625          * wake up path.
2626          *
2627          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
2628          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
2629          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
2630          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
2631          * below.
2632          */
2633         if (test_tsk_need_resched(curr))
2634                 return;
2635
2636         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
2637         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
2638             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
2639                 goto preempt;
2640
2641         /*
2642          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
2643          * is driven by the tick):
2644          */
2645         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL))
2646                 return;
2647
2648         find_matching_se(&se, &pse);
2649         update_curr(cfs_rq_of(se));
2650         BUG_ON(!pse);
2651         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
2652                 /*
2653                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
2654                  * triggering this preemption.
2655                  */
2656                 if (!next_buddy_marked)
2657                         set_next_buddy(pse);
2658                 goto preempt;
2659         }
2660
2661         return;
2662
2663 preempt:
2664         resched_task(curr);
2665         /*
2666          * Only set the backward buddy when the current task is still
2667          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
2668          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
2669          * point, either of which can * drop the rq lock.
2670          *
2671          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
2672          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
2673          */
2674         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
2675                 return;
2676
2677         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
2678                 set_last_buddy(se);
2679 }
2680
2681 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
2682 {
2683         struct task_struct *p;
2684         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
2685         struct sched_entity *se;
2686
2687         if (!cfs_rq->nr_running)
2688                 return NULL;
2689
2690         do {
2691                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
2692                 set_next_entity(cfs_rq, se);
2693                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2694         } while (cfs_rq);
2695
2696         p = task_of(se);
2697         hrtick_start_fair(rq, p);
2698
2699         return p;
2700 }
2701
2702 /*
2703  * Account for a descheduled task:
2704  */
2705 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2706 {
2707         struct sched_entity *se = &prev->se;
2708         struct cfs_rq *cfs_rq;
2709
2710         for_each_sched_entity(se) {
2711                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2712                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
2713         }
2714 }
2715
2716 /*
2717  * sched_yield() is very simple
2718  *
2719  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
2720  */
2721 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
2722 {
2723         struct task_struct *curr = rq->curr;
2724         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
2725         struct sched_entity *se = &curr->se;
2726
2727         /*
2728          * Are we the only task in the tree?
2729          */
2730         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
2731                 return;
2732
2733         clear_buddies(cfs_rq, se);
2734
2735         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
2736                 update_rq_clock(rq);
2737                 /*
2738                  * Update run-time statistics of the 'current'.
2739                  */
2740                 update_curr(cfs_rq);
2741         }
2742
2743         set_skip_buddy(se);
2744 }
2745
2746 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
2747 {
2748         struct sched_entity *se = &p->se;
2749
2750         /* throttled hierarchies are not runnable */
2751         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
2752                 return false;
2753
2754         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
2755         set_next_buddy(se);
2756
2757         yield_task_fair(rq);
2758
2759         return true;
2760 }
2761
2762 #ifdef CONFIG_SMP
2763 /**************************************************
2764  * Fair scheduling class load-balancing methods:
2765  */
2766
2767 /*
2768  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
2769  * Both runqueues must be locked.
2770  */
2771 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
2772                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
2773 {
2774         deactivate_task(src_rq, p, 0);
2775         set_task_cpu(p, this_cpu);
2776         activate_task(this_rq, p, 0);
2777         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
2778 }
2779
2780 /*
2781  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
2782  */
2783 static
2784 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
2785                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2786                      int *all_pinned)
2787 {
2788         int tsk_cache_hot = 0;
2789         /*
2790          * We do not migrate tasks that are:
2791          * 1) running (obviously), or
2792          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
2793          * 3) are cache-hot on their current CPU.
2794          */
2795         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
2796                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
2797                 return 0;
2798         }
2799         *all_pinned = 0;
2800
2801         if (task_running(rq, p)) {
2802                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
2803                 return 0;
2804         }
2805
2806         /*
2807          * Aggressive migration if:
2808          * 1) task is cache cold, or
2809          * 2) too many balance attempts have failed.
2810          */
2811
2812         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock_task, sd);
2813         if (!tsk_cache_hot ||
2814                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
2815 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2816                 if (tsk_cache_hot) {
2817                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
2818                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
2819                 }
2820 #endif
2821                 return 1;
2822         }
2823
2824         if (tsk_cache_hot) {
2825                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
2826                 return 0;
2827         }
2828         return 1;
2829 }
2830
2831 /*
2832  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
2833  * part of active balancing operations within "domain".
2834  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
2835  *
2836  * Called with both runqueues locked.
2837  */
2838 static int
2839 move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2840               struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
2841 {
2842         struct task_struct *p, *n;
2843         struct cfs_rq *cfs_rq;
2844         int pinned = 0;
2845
2846         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, cfs_rq) {
2847                 list_for_each_entry_safe(p, n, &cfs_rq->tasks, se.group_node) {
2848                         if (throttled_lb_pair(task_group(p),
2849                                               busiest->cpu, this_cpu))
2850                                 break;
2851
2852                         if (!can_migrate_task(p, busiest, this_cpu,
2853                                                 sd, idle, &pinned))
2854                                 continue;
2855
2856                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2857                         /*
2858                          * Right now, this is only the second place pull_task()
2859                          * is called, so we can safely collect pull_task()
2860                          * stats here rather than inside pull_task().
2861                          */
2862                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
2863                         return 1;
2864                 }
2865         }
2866
2867         return 0;
2868 }
2869
2870 static unsigned long
2871 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2872               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
2873               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
2874               struct cfs_rq *busiest_cfs_rq)
2875 {
2876         int loops = 0, pulled = 0;
2877         long rem_load_move = max_load_move;
2878         struct task_struct *p, *n;
2879
2880         if (max_load_move == 0)
2881                 goto out;
2882
2883         list_for_each_entry_safe(p, n, &busiest_cfs_rq->tasks, se.group_node) {
2884                 if (loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
2885                         break;
2886
2887                 if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
2888                     !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle,
2889                                       all_pinned))
2890                         continue;
2891
2892                 pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2893                 pulled++;
2894                 rem_load_move -= p->se.load.weight;
2895
2896 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2897                 /*
2898                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
2899                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
2900                  * the critical section.
2901                  */
2902                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
2903                         break;
2904 #endif
2905
2906                 /*
2907                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
2908                  * weighted load.
2909                  */
2910                 if (rem_load_move <= 0)
2911                         break;
2912         }
2913 out:
2914         /*
2915          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
2916          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
2917          * inside pull_task().
2918          */
2919         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
2920
2921         return max_load_move - rem_load_move;
2922 }
2923
2924 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2925 /*
2926  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
2927  */
2928 static int update_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
2929 {
2930         struct cfs_rq *cfs_rq;
2931         unsigned long flags;
2932         struct rq *rq;
2933
2934         if (!tg->se[cpu])
2935                 return 0;
2936
2937         rq = cpu_rq(cpu);
2938         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
2939
2940         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2941
2942         update_rq_clock(rq);
2943         update_cfs_load(cfs_rq, 1);
2944
2945         /*
2946          * We need to update shares after updating tg->load_weight in
2947          * order to adjust the weight of groups with long running tasks.
2948          */
2949         update_cfs_shares(cfs_rq);
2950
2951         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2952
2953         return 0;
2954 }
2955
2956 static void update_shares(int cpu)
2957 {
2958         struct cfs_rq *cfs_rq;
2959         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2960
2961         rcu_read_lock();
2962         /*
2963          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
2964          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
2965          */
2966         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
2967                 /* throttled entities do not contribute to load */
2968                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
2969                         continue;
2970
2971                 update_shares_cpu(cfs_rq->tg, cpu);
2972         }
2973         rcu_read_unlock();
2974 }
2975
2976 /*
2977  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
2978  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
2979  * group is a fraction of its parents load.
2980  */
2981 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
2982 {
2983         unsigned long load;
2984         long cpu = (long)data;
2985
2986         if (!tg->parent) {
2987                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
2988         } else {
2989                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
2990                 load *= tg->se[cpu]->load.weight;
2991                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
2992         }
2993
2994         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
2995
2996         return 0;
2997 }
2998
2999 static void update_h_load(long cpu)
3000 {
3001         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
3002 }
3003
3004 static unsigned long
3005 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3006                   unsigned long max_load_move,
3007                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3008                   int *all_pinned)
3009 {
3010         long rem_load_move = max_load_move;
3011         struct cfs_rq *busiest_cfs_rq;
3012
3013         rcu_read_lock();
3014         update_h_load(cpu_of(busiest));
3015
3016         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busiest_cfs_rq) {
3017                 unsigned long busiest_h_load = busiest_cfs_rq->h_load;
3018                 unsigned long busiest_weight = busiest_cfs_rq->load.weight;
3019                 u64 rem_load, moved_load;
3020
3021                 /*
3022                  * empty group or part of a throttled hierarchy
3023                  */
3024                 if (!busiest_cfs_rq->task_weight ||
3025                     throttled_lb_pair(busiest_cfs_rq->tg, cpu_of(busiest), this_cpu))
3026                         continue;
3027
3028                 rem_load = (u64)rem_load_move * busiest_weight;
3029                 rem_load = div_u64(rem_load, busiest_h_load + 1);
3030
3031                 moved_load = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3032                                 rem_load, sd, idle, all_pinned,
3033                                 busiest_cfs_rq);
3034
3035                 if (!moved_load)
3036                         continue;
3037
3038                 moved_load *= busiest_h_load;
3039                 moved_load = div_u64(moved_load, busiest_weight + 1);
3040
3041                 rem_load_move -= moved_load;
3042                 if (rem_load_move < 0)
3043                         break;
3044         }
3045         rcu_read_unlock();
3046
3047         return max_load_move - rem_load_move;
3048 }
3049 #else
3050 static inline void update_shares(int cpu)
3051 {
3052 }
3053
3054 static unsigned long
3055 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3056                   unsigned long max_load_move,
3057                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3058                   int *all_pinned)
3059 {
3060         return balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3061                         max_load_move, sd, idle, all_pinned,
3062                         &busiest->cfs);
3063 }
3064 #endif
3065
3066 /*
3067  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3068  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3069  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3070  *
3071  * Called with both runqueues locked.
3072  */
3073 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3074                       unsigned long max_load_move,
3075                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3076                       int *all_pinned)
3077 {
3078         unsigned long total_load_moved = 0, load_moved;
3079
3080         do {
3081                 load_moved = load_balance_fair(this_rq, this_cpu, busiest,
3082                                 max_load_move - total_load_moved,
3083                                 sd, idle, all_pinned);
3084
3085                 total_load_moved += load_moved;
3086
3087 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3088                 /*
3089                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3090                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3091                  * the critical section.
3092                  */
3093                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3094                         break;
3095
3096                 if (raw_spin_is_contended(&this_rq->lock) ||
3097                                 raw_spin_is_contended(&busiest->lock))
3098                         break;
3099 #endif
3100         } while (load_moved && max_load_move > total_load_moved);
3101
3102         return total_load_moved > 0;
3103 }
3104
3105 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3106 /*
3107  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3108  *              during load balancing.
3109  */
3110 struct sd_lb_stats {
3111         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3112         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3113         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3114         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3115         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3116
3117         /** Statistics of this group */
3118         unsigned long this_load;
3119         unsigned long this_load_per_task;
3120         unsigned long this_nr_running;
3121         unsigned long this_has_capacity;
3122         unsigned int  this_idle_cpus;
3123
3124         /* Statistics of the busiest group */
3125         unsigned int  busiest_idle_cpus;
3126         unsigned long max_load;
3127         unsigned long busiest_load_per_task;
3128         unsigned long busiest_nr_running;
3129         unsigned long busiest_group_capacity;
3130         unsigned long busiest_has_capacity;
3131         unsigned int  busiest_group_weight;
3132
3133         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3134 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3135         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3136         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3137         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3138         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3139         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3140         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3141 #endif
3142 };
3143
3144 /*
3145  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3146  */
3147 struct sg_lb_stats {
3148         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3149         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3150         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3151         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3152         unsigned long group_capacity;
3153         unsigned long idle_cpus;
3154         unsigned long group_weight;
3155         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3156         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
3157 };
3158
3159 /**
3160  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3161  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3162  */
3163 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3164 {
3165         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3166 }
3167
3168 /**
3169  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3170  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3171  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3172  */
3173 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3174                                         enum cpu_idle_type idle)
3175 {
3176         int load_idx;
3177
3178         switch (idle) {
3179         case CPU_NOT_IDLE:
3180                 load_idx = sd->busy_idx;
3181                 break;
3182
3183         case CPU_NEWLY_IDLE:
3184                 load_idx = sd->newidle_idx;
3185                 break;
3186         default:
3187                 load_idx = sd->idle_idx;
3188                 break;
3189         }
3190
3191         return load_idx;
3192 }
3193
3194
3195 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3196 /**
3197  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3198  * the given sched_domain, during load balancing.
3199  *
3200  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3201  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3202  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3203  */
3204 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3205         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3206 {
3207         /*
3208          * Busy processors will not participate in power savings
3209          * balance.
3210          */
3211         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3212                 sds->power_savings_balance = 0;
3213         else {
3214                 sds->power_savings_balance = 1;
3215                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3216                 sds->leader_nr_running = 0;
3217         }
3218 }
3219
3220 /**
3221  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3222  * sched_domain while performing load balancing.
3223  *
3224  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3225  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3226  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3227  *              load balancing ?
3228  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3229  */
3230 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3231         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3232 {
3233
3234         if (!sds->power_savings_balance)
3235                 return;
3236
3237         /*
3238          * If the local group is idle or completely loaded
3239          * no need to do power savings balance at this domain
3240          */
3241         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3242                                 !sds->this_nr_running))
3243                 sds->power_savings_balance = 0;
3244
3245         /*
3246          * If a group is already running at full capacity or idle,
3247          * don't include that group in power savings calculations
3248          */
3249         if (!sds->power_savings_balance ||
3250                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3251                 !sgs->sum_nr_running)
3252                 return;
3253
3254         /*
3255          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3256          * This is the group from where we need to pick up the load
3257          * for saving power
3258          */
3259         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3260             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3261              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3262                 sds->group_min = group;
3263                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3264                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3265                                                 sgs->sum_nr_running;
3266         }
3267
3268         /*
3269          * Calculate the group which is almost near its
3270          * capacity but still has some space to pick up some load
3271          * from other group and save more power
3272          */
3273         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
3274                 return;
3275
3276         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3277             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3278              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3279                 sds->group_leader = group;
3280                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3281         }
3282 }
3283
3284 /**
3285  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3286  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3287  *      under consideration.
3288  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3289  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3290  *
3291  * Description:
3292  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3293  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3294  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3295  *
3296  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3297  * Else returns 0.
3298  */
3299 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3300                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3301 {
3302         if (!sds->power_savings_balance)
3303                 return 0;
3304
3305         if (sds->this != sds->group_leader ||
3306                         sds->group_leader == sds->group_min)
3307                 return 0;
3308
3309         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3310         sds->busiest = sds->group_min;
3311
3312         return 1;
3313
3314 }
3315 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3316 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3317         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3318 {
3319         return;
3320 }
3321
3322 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3323         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3324 {
3325         return;
3326 }
3327
3328 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3329                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3330 {
3331         return 0;
3332 }
3333 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3334
3335
3336 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3337 {
3338         return SCHED_POWER_SCALE;
3339 }
3340
3341 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3342 {
3343         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3344 }
3345
3346 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3347 {
3348         unsigned long weight = sd->span_weight;
3349         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3350
3351         smt_gain /= weight;
3352
3353         return smt_gain;
3354 }
3355
3356 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3357 {
3358         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3359 }
3360
3361 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3362 {
3363         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3364         u64 total, available;
3365
3366         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
3367
3368         if (unlikely(total < rq->rt_avg)) {
3369                 /* Ensures that power won't end up being negative */
3370                 available = 0;
3371         } else {
3372                 available = total - rq->rt_avg;
3373         }
3374
3375         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
3376                 total = SCHED_POWER_SCALE;
3377
3378         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3379
3380         return div_u64(available, total);
3381 }
3382
3383 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3384 {
3385         unsigned long weight = sd->span_weight;
3386         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
3387         struct sched_group *sdg = sd->groups;
3388
3389         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
3390                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
3391                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
3392                 else
3393                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
3394
3395                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3396         }
3397
3398         sdg->sgp->power_orig = power;
3399
3400         if (sched_feat(ARCH_POWER))
3401                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
3402         else
3403                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
3404
3405         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3406
3407         power *= scale_rt_power(cpu);
3408         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3409
3410         if (!power)
3411                 power = 1;
3412
3413         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
3414         sdg->sgp->power = power;
3415 }
3416
3417 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3418 {
3419         struct sched_domain *child = sd->child;
3420         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
3421         unsigned long power;
3422
3423         if (!child) {
3424                 update_cpu_power(sd, cpu);
3425                 return;
3426         }
3427
3428         power = 0;
3429
3430         group = child->groups;
3431         do {
3432                 power += group->sgp->power;
3433                 group = group->next;
3434         } while (group != child->groups);
3435
3436         sdg->sgp->power = power;
3437 }
3438
3439 /*
3440  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
3441  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
3442  * which on its own isn't powerful enough.
3443  *
3444  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
3445  */
3446 static inline int
3447 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
3448 {
3449         /*
3450          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
3451          */
3452         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
3453                 return 0;
3454
3455         /*
3456          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
3457          */
3458         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
3459                 return 1;
3460
3461         return 0;
3462 }
3463
3464 /**
3465  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3466  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
3467  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3468  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3469  * @idle: Idle status of this_cpu
3470  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3471  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3472  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3473  * @balance: Should we balance.
3474  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3475  */
3476 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
3477                         struct sched_group *group, int this_cpu,
3478                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx,
3479                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3480                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3481 {
3482         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load, max_nr_running;
3483         int i;
3484         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3485         unsigned long avg_load_per_task = 0;
3486
3487         if (local_group)
3488                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3489
3490         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3491         max_cpu_load = 0;
3492         min_cpu_load = ~0UL;
3493         max_nr_running = 0;
3494
3495         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3496                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3497
3498                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3499                 if (local_group) {
3500                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3501                                 first_idle_cpu = 1;
3502                                 balance_cpu = i;
3503                         }
3504
3505                         load = target_load(i, load_idx);
3506                 } else {
3507                         load = source_load(i, load_idx);
3508                         if (load > max_cpu_load) {
3509                                 max_cpu_load = load;
3510                                 max_nr_running = rq->nr_running;
3511                         }
3512                         if (min_cpu_load > load)
3513                                 min_cpu_load = load;
3514                 }
3515
3516                 sgs->group_load += load;
3517                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3518                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3519                 if (idle_cpu(i))
3520                         sgs->idle_cpus++;
3521         }
3522
3523         /*
3524          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3525          * is eligible for doing load balancing at this and above
3526          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3527          * to do the newly idle load balance.
3528          */
3529         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group) {
3530                 if (balance_cpu != this_cpu) {
3531                         *balance = 0;
3532                         return;
3533                 }
3534                 update_group_power(sd, this_cpu);
3535         }
3536
3537         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3538         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
3539
3540         /*
3541          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3542          * than the average weight of a task.
3543          *
3544          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3545          *      might not be a suitable number - should we keep a
3546          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3547          *      the hierarchy?
3548          */
3549         if (sgs->sum_nr_running)
3550                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
3551
3552         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) >= avg_load_per_task && max_nr_running > 1)
3553                 sgs->group_imb = 1;
3554
3555         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->sgp->power,
3556                                                 SCHED_POWER_SCALE);
3557         if (!sgs->group_capacity)
3558                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(sd, group);
3559         sgs->group_weight = group->group_weight;
3560
3561         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
3562                 sgs->group_has_capacity = 1;
3563 }
3564
3565 /**
3566  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
3567  * @sd: sched_domain whose statistics are to be checked
3568  * @sds: sched_domain statistics
3569  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
3570  * @sgs: sched_group statistics
3571  * @this_cpu: the current cpu
3572  *
3573  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
3574  * busiest group.
3575  */
3576 static bool update_sd_pick_busiest(struct sched_domain *sd,
3577                                    struct sd_lb_stats *sds,
3578                                    struct sched_group *sg,
3579                                    struct sg_lb_stats *sgs,
3580                                    int this_cpu)
3581 {
3582         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
3583                 return false;
3584
3585         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
3586                 return true;
3587
3588         if (sgs->group_imb)
3589                 return true;
3590
3591         /*
3592          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
3593          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
3594          * higher than ourself as busy.
3595          */
3596         if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
3597             this_cpu < group_first_cpu(sg)) {
3598                 if (!sds->busiest)
3599                         return true;
3600
3601                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
3602                         return true;
3603         }
3604
3605         return false;
3606 }
3607
3608 /**
3609  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
3610  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3611  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3612  * @idle: Idle status of this_cpu
3613  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3614  * @balance: Should we balance.
3615  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3616  */
3617 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3618                         enum cpu_idle_type idle, const struct cpumask *cpus,
3619                         int *balance, struct sd_lb_stats *sds)
3620 {
3621         struct sched_domain *child = sd->child;
3622         struct sched_group *sg = sd->groups;
3623         struct sg_lb_stats sgs;
3624         int load_idx, prefer_sibling = 0;
3625
3626         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
3627                 prefer_sibling = 1;
3628
3629         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3630         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3631
3632         do {
3633                 int local_group;
3634
3635                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_group_cpus(sg));
3636                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3637                 update_sg_lb_stats(sd, sg, this_cpu, idle, load_idx,
3638                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3639
3640                 if (local_group && !(*balance))
3641                         return;
3642
3643                 sds->total_load += sgs.group_load;
3644                 sds->total_pwr += sg->sgp->power;
3645
3646                 /*
3647                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
3648                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
3649                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
3650                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
3651                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
3652                  * extra check prevents the case where you always pull from the
3653                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
3654                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
3655                  */
3656                 if (prefer_sibling && !local_group && sds->this_has_capacity)
3657                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
3658
3659                 if (local_group) {
3660                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3661                         sds->this = sg;
3662                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3663                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3664                         sds->this_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
3665                         sds->this_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
3666                 } else if (update_sd_pick_busiest(sd, sds, sg, &sgs, this_cpu)) {
3667                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3668                         sds->busiest = sg;
3669                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3670                         sds->busiest_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
3671                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
3672                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3673                         sds->busiest_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
3674                         sds->busiest_group_weight = sgs.group_weight;
3675                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3676                 }
3677
3678                 update_sd_power_savings_stats(sg, sds, local_group, &sgs);
3679                 sg = sg->next;
3680         } while (sg != sd->groups);
3681 }
3682
3683 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
3684 {
3685        return 0*SD_ASYM_PACKING;
3686 }
3687
3688 /**
3689  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
3690  *                      sched doman.
3691  *
3692  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
3693  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
3694  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
3695  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
3696  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
3697  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
3698  *
3699  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
3700  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
3701  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
3702  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
3703  * number.
3704  *
3705  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
3706  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
3707  *
3708  * @sd: The sched_domain whose packing is to be checked.
3709  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
3710  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3711  * @imbalance: returns amount of imbalanced due to packing.
3712  */
3713 static int check_asym_packing(struct sched_domain *sd,
3714                               struct sd_lb_stats *sds,
3715                               int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3716 {
3717         int busiest_cpu;
3718
3719         if (!(sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
3720                 return 0;
3721
3722         if (!sds->busiest)
3723                 return 0;
3724
3725         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
3726         if (this_cpu > busiest_cpu)
3727                 return 0;
3728
3729         *imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(sds->max_load * sds->busiest->sgp->power,
3730                                        SCHED_POWER_SCALE);
3731         return 1;
3732 }
3733
3734 /**
3735  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3736  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3737  *                      load balancing.
3738  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3739  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3740  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3741  */
3742 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3743                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3744 {
3745         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3746         unsigned int imbn = 2;
3747         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
3748
3749         if (sds->this_nr_running) {
3750                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3751                 if (sds->busiest_load_per_task >
3752                                 sds->this_load_per_task)
3753                         imbn = 1;
3754         } else
3755                 sds->this_load_per_task =
3756                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3757
3758         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
3759                                          * SCHED_POWER_SCALE;
3760         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->sgp->power;
3761
3762         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
3763                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
3764                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3765                 return;
3766         }
3767
3768         /*
3769          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3770          * however we may be able to increase total CPU power used by
3771          * moving them.
3772          */
3773
3774         pwr_now += sds->busiest->sgp->power *
3775                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3776         pwr_now += sds->this->sgp->power *
3777                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3778         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
3779
3780         /* Amount of load we'd subtract */
3781         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
3782                 sds->busiest->sgp->power;
3783         if (sds->max_load > tmp)
3784                 pwr_move += sds->busiest->sgp->power *
3785                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3786
3787         /* Amount of load we'd add */
3788         if (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power <
3789                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE)
3790                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power) /
3791                         sds->this->sgp->power;
3792         else
3793                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
3794                         sds->this->sgp->power;
3795         pwr_move += sds->this->sgp->power *
3796                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3797         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
3798
3799         /* Move if we gain throughput */
3800         if (pwr_move > pwr_now)
3801                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3802 }
3803
3804 /**
3805  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3806  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3807  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3808  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3809  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3810  */
3811 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3812                 unsigned long *imbalance)
3813 {
3814         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
3815
3816         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
3817         if (sds->group_imb) {
3818                 sds->busiest_load_per_task =
3819                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
3820         }
3821
3822         /*
3823          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3824          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3825          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3826          */
3827         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3828                 *imbalance = 0;
3829                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3830         }
3831
3832         if (!sds->group_imb) {
3833                 /*
3834                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
3835                  */
3836                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
3837                                                 sds->busiest_group_capacity);
3838
3839                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
3840
3841                 load_above_capacity /= sds->busiest->sgp->power;
3842         }
3843
3844         /*
3845          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
3846          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
3847          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
3848          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
3849          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
3850          * for the minimum possible imbalance.
3851          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
3852          * with unsigned longs.
3853          */
3854         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
3855
3856         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3857         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->sgp->power,
3858                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->sgp->power)
3859                         / SCHED_POWER_SCALE;
3860
3861         /*
3862          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3863          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
3864          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3865          * moved
3866          */
3867         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3868                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3869
3870 }
3871
3872 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3873
3874 /**
3875  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3876  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3877  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3878  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3879  * such a group exists.
3880  *
3881  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3882  * to restore balance.
3883  *
3884  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3885  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3886  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3887  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3888  * @idle: The idle status of this_cpu.
3889  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3890  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3891  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3892  *
3893  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3894  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3895  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3896  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3897  */
3898 static struct sched_group *
3899 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3900                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3901                    const struct cpumask *cpus, int *balance)
3902 {
3903         struct sd_lb_stats sds;
3904
3905         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
3906
3907         /*
3908          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
3909          * this level.
3910          */
3911         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, cpus, balance, &sds);
3912
3913         /*
3914          * this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing at
3915          * this level.
3916          */
3917         if (!(*balance))
3918                 goto ret;
3919
3920         if ((idle == CPU_IDLE || idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
3921             check_asym_packing(sd, &sds, this_cpu, imbalance))
3922                 return sds.busiest;
3923
3924         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
3925         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
3926                 goto out_balanced;
3927
3928         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
3929
3930         /*
3931          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
3932          * work because they assumes all things are equal, which typically
3933          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
3934          */
3935         if (sds.group_imb)
3936                 goto force_balance;
3937
3938         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
3939         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && sds.this_has_capacity &&
3940                         !sds.busiest_has_capacity)
3941                 goto force_balance;
3942
3943         /*
3944          * If the local group is more busy than the selected busiest group
3945          * don't try and pull any tasks.
3946          */
3947         if (sds.this_load >= sds.max_load)
3948                 goto out_balanced;
3949
3950         /*
3951          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
3952          * average load.
3953          */
3954         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
3955                 goto out_balanced;
3956
3957         if (idle == CPU_IDLE) {
3958                 /*
3959                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
3960                  * have more tasks than the number of available cpu's and
3961                  * there is no imbalance between this and busiest group
3962                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
3963                  */
3964                 if ((sds.this_idle_cpus <= sds.busiest_idle_cpus + 1) &&
3965                     sds.busiest_nr_running <= sds.busiest_group_weight)
3966                         goto out_balanced;
3967         } else {
3968                 /*
3969                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
3970                  * imbalance_pct to be conservative.
3971                  */
3972                 if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
3973                         goto out_balanced;
3974         }
3975
3976 force_balance:
3977         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
3978         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
3979         return sds.busiest;
3980
3981 out_balanced:
3982         /*
3983          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
3984          * to save power.
3985          */
3986         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
3987                 return sds.busiest;
3988 ret:
3989         *imbalance = 0;
3990         return NULL;
3991 }
3992
3993 /*
3994  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
3995  */
3996 static struct rq *
3997 find_busiest_queue(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group,
3998                    enum cpu_idle_type idle, unsigned long imbalance,
3999                    const struct cpumask *cpus)
4000 {
4001         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4002         unsigned long max_load = 0;
4003         int i;
4004
4005         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4006                 unsigned long power = power_of(i);
4007                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
4008                                                            SCHED_POWER_SCALE);
4009                 unsigned long wl;
4010
4011                 if (!capacity)
4012                         capacity = fix_small_capacity(sd, group);
4013
4014                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
4015                         continue;
4016
4017                 rq = cpu_rq(i);
4018                 wl = weighted_cpuload(i);
4019
4020                 /*
4021                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
4022                  * which is not scaled with the cpu power.
4023                  */
4024                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
4025                         continue;
4026
4027                 /*
4028                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
4029                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
4030                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
4031                  * running at a lower capacity.
4032                  */
4033                 wl = (wl * SCHED_POWER_SCALE) / power;
4034
4035                 if (wl > max_load) {
4036                         max_load = wl;
4037                         busiest = rq;
4038                 }
4039         }
4040
4041         return busiest;
4042 }
4043
4044 /*
4045  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4046  * so long as it is large enough.
4047  */
4048 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4049
4050 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4051 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4052
4053 static int need_active_balance(struct sched_domain *sd, int idle,
4054                                int busiest_cpu, int this_cpu)
4055 {
4056         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
4057
4058                 /*
4059                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
4060                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
4061                  * lowest numbered CPUs.
4062                  */
4063                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && busiest_cpu > this_cpu)
4064                         return 1;
4065
4066                 /*
4067                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4068                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4069                  * package.
4070                  *
4071                  * The package power saving logic comes from
4072                  * find_busiest_group(). If there are no imbalance, then
4073                  * f_b_g() will return NULL. However when sched_mc={1,2} then
4074                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4075                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4076                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4077                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4078                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4079                  *
4080                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4081                  * will be more than one task in the source run queue and
4082                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4083                  * active balance code will not be triggered.
4084                  */
4085                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4086                         return 0;
4087         }
4088
4089         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
4090 }
4091
4092 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
4093
4094 /*
4095  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4096  * tasks if there is an imbalance.
4097  */
4098 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4099                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4100                         int *balance)
4101 {
4102         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0;
4103         struct sched_group *group;
4104         unsigned long imbalance;
4105         struct rq *busiest;
4106         unsigned long flags;
4107         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4108
4109         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4110
4111         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4112
4113 redo:
4114         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle,
4115                                    cpus, balance);
4116
4117         if (*balance == 0)
4118                 goto out_balanced;
4119
4120         if (!group) {
4121                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4122                 goto out_balanced;
4123         }
4124
4125         busiest = find_busiest_queue(sd, group, idle, imbalance, cpus);
4126         if (!busiest) {
4127                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4128                 goto out_balanced;
4129         }
4130
4131         BUG_ON(busiest == this_rq);
4132
4133         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
4134
4135         ld_moved = 0;
4136         if (busiest->nr_running > 1) {
4137                 /*
4138                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4139                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4140                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4141                  * correctly treated as an imbalance.
4142                  */
4143                 all_pinned = 1;
4144                 local_irq_save(flags);
4145                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4146                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4147                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
4148                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4149                 local_irq_restore(flags);
4150
4151                 /*
4152                  * some other cpu did the load balance for us.
4153                  */
4154                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
4155                         resched_cpu(this_cpu);
4156
4157                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4158                 if (unlikely(all_pinned)) {
4159                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4160                         if (!cpumask_empty(cpus))
4161                                 goto redo;
4162                         goto out_balanced;
4163                 }
4164         }
4165
4166         if (!ld_moved) {
4167                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4168                 /*
4169                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
4170                  * We do not want newidle balance, which can be very
4171                  * frequent, pollute the failure counter causing
4172                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
4173                  */
4174                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
4175                         sd->nr_balance_failed++;
4176
4177                 if (need_active_balance(sd, idle, cpu_of(busiest), this_cpu)) {
4178                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4179
4180                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
4181                          * if the curr task on busiest cpu can't be
4182                          * moved to this_cpu
4183                          */
4184                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4185                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
4186                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
4187                                                             flags);
4188                                 all_pinned = 1;
4189                                 goto out_one_pinned;
4190                         }
4191
4192                         /*
4193                          * ->active_balance synchronizes accesses to
4194                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
4195                          * only after active load balance is finished.
4196                          */
4197                         if (!busiest->active_balance) {
4198                                 busiest->active_balance = 1;
4199                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4200                                 active_balance = 1;
4201                         }
4202                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4203
4204                         if (active_balance)
4205                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
4206                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
4207                                         &busiest->active_balance_work);
4208
4209                         /*
4210                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4211                          * counter.
4212                          */
4213                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4214                 }
4215         } else
4216                 sd->nr_balance_failed = 0;
4217
4218         if (likely(!active_balance)) {
4219                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4220                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4221         } else {
4222                 /*
4223                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4224                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4225                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4226                  * move_tasks).
4227                  */
4228                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4229                         sd->balance_interval *= 2;
4230         }
4231
4232         goto out;
4233
4234 out_balanced:
4235         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4236
4237         sd->nr_balance_failed = 0;
4238
4239 out_one_pinned:
4240         /* tune up the balancing interval */
4241         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4242                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4243                 sd->balance_interval *= 2;
4244
4245         ld_moved = 0;
4246 out:
4247         return ld_moved;
4248 }
4249
4250 /*
4251  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4252  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4253  */
4254 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4255 {
4256         struct sched_domain *sd;
4257         int pulled_task = 0;
4258         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4259
4260         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
4261
4262         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
4263                 return;
4264
4265         /*
4266          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
4267          */
4268         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4269
4270         update_shares(this_cpu);
4271         rcu_read_lock();
4272         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4273                 unsigned long interval;
4274                 int balance = 1;
4275
4276                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4277                         continue;
4278
4279                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
4280                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4281                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
4282                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
4283                 }
4284
4285                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4286                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4287                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4288                 if (pulled_task) {
4289                         this_rq->idle_stamp = 0;
4290                         break;
4291                 }
4292         }
4293         rcu_read_unlock();
4294
4295         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4296
4297         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4298                 /*
4299                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4300                  * a busy processor. So reset next_balance.
4301                  */
4302                 this_rq->next_balance = next_balance;
4303         }
4304 }
4305
4306 /*
4307  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
4308  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
4309  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
4310  * avoids physical / logical imbalances.
4311  */
4312 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
4313 {
4314         struct rq *busiest_rq = data;
4315         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
4316         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4317         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4318         struct sched_domain *sd;
4319
4320         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
4321
4322         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
4323         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
4324                      !busiest_rq->active_balance))
4325                 goto out_unlock;
4326
4327         /* Is there any task to move? */
4328         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4329                 goto out_unlock;
4330
4331         /*
4332          * This condition is "impossible", if it occurs
4333          * we need to fix it. Originally reported by
4334          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4335          */
4336         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4337
4338         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4339         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4340
4341         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4342         rcu_read_lock();
4343         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4344                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4345                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4346                                 break;
4347         }
4348
4349         if (likely(sd)) {
4350                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4351
4352                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4353                                   sd, CPU_IDLE))
4354                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4355                 else
4356                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4357         }
4358         rcu_read_unlock();
4359         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4360 out_unlock:
4361         busiest_rq->active_balance = 0;
4362         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
4363         return 0;
4364 }
4365
4366 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4367 /*
4368  * idle load balancing details
4369  * - One of the idle CPUs nominates itself as idle load_balancer, while
4370  *   entering idle.
4371  * - This idle load balancer CPU will also go into tickless mode when
4372  *   it is idle, just like all other idle CPUs
4373  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
4374  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
4375  *   load balancing for all the idle CPUs.
4376  */
4377 static struct {
4378         atomic_t load_balancer;
4379         atomic_t first_pick_cpu;
4380         atomic_t second_pick_cpu;
4381         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
4382         cpumask_var_t grp_idle_mask;
4383         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
4384 } nohz ____cacheline_aligned;
4385
4386 int get_nohz_load_balancer(void)
4387 {
4388         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
4389 }
4390
4391 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
4392 /**
4393  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
4394  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
4395  *              be returned.
4396  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
4397  *              for the given cpu.
4398  *
4399  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
4400  */
4401 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
4402 {
4403         struct sched_domain *sd;
4404
4405         for_each_domain(cpu, sd)
4406                 if (sd->flags & flag)
4407                         break;
4408
4409         return sd;
4410 }
4411
4412 /**
4413  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
4414  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
4415  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
4416  *              for cpu.
4417  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
4418  *
4419  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
4420  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
4421  */
4422 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
4423         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
4424                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
4425
4426 /**
4427  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
4428  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
4429  *
4430  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
4431  *
4432  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
4433  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
4434  * sched_group is semi-idle or not.
4435  */
4436 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
4437 {
4438         cpumask_and(nohz.grp_idle_mask, nohz.idle_cpus_mask,
4439                                         sched_group_cpus(ilb_group));
4440
4441         /*
4442          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
4443          * and atleast one idle cpu.
4444          */
4445         if (cpumask_empty(nohz.grp_idle_mask))
4446                 return 0;
4447
4448         if (cpumask_equal(nohz.grp_idle_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
4449                 return 0;
4450
4451         return 1;
4452 }
4453 /**
4454  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
4455  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
4456  *
4457  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
4458  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
4459  *
4460  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
4461  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
4462  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
4463  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
4464  */
4465 static int find_new_ilb(int cpu)
4466 {
4467         struct sched_domain *sd;
4468         struct sched_group *ilb_group;
4469         int ilb = nr_cpu_ids;
4470
4471         /*
4472          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
4473          * when power-aware load balancing is enabled
4474          */
4475         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
4476                 goto out_done;
4477
4478         /*
4479          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
4480          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
4481          */
4482         if (cpumask_weight(nohz.idle_cpus_mask) < 2)
4483                 goto out_done;
4484
4485         rcu_read_lock();
4486         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
4487                 ilb_group = sd->groups;
4488
4489                 do {
4490                         if (is_semi_idle_group(ilb_group)) {
4491                                 ilb = cpumask_first(nohz.grp_idle_mask);
4492                                 goto unlock;
4493                         }
4494
4495                         ilb_group = ilb_group->next;
4496
4497                 } while (ilb_group != sd->groups);
4498         }
4499 unlock:
4500         rcu_read_unlock();
4501
4502 out_done:
4503         return ilb;
4504 }
4505 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
4506 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4507 {
4508         return nr_cpu_ids;
4509 }
4510 #endif
4511
4512 /*
4513  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
4514  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
4515  * CPU (if there is one).
4516  */
4517 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
4518 {
4519         int ilb_cpu;
4520
4521         nohz.next_balance++;
4522
4523         ilb_cpu = get_nohz_load_balancer();
4524
4525         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids) {
4526                 ilb_cpu = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
4527                 if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
4528                         return;
4529         }
4530
4531         if (!cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick) {
4532                 cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick = 1;
4533
4534                 smp_mb();
4535                 /*
4536                  * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
4537                  * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
4538                  * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
4539                  * will be run before returning from the IPI.
4540                  */
4541                 smp_send_reschedule(ilb_cpu);
4542         }
4543         return;
4544 }
4545
4546 /*
4547  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4548  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4549  * load balancing on behalf of all those cpus.
4550  *
4551  * When the ilb owner becomes busy, we will not have new ilb owner until some
4552  * idle CPU wakes up and goes back to idle or some busy CPU tries to kick
4553  * idle load balancing by kicking one of the idle CPUs.
4554  *
4555  * Ticks are stopped for the ilb owner as well, with busy CPU kicking this
4556  * ilb owner CPU in future (when there is a need for idle load balancing on
4557  * behalf of all idle CPUs).
4558  */
4559 void select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4560 {
4561         int cpu = smp_processor_id();
4562
4563         if (stop_tick) {
4564                 if (!cpu_active(cpu)) {
4565                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4566                                 return;
4567
4568                         /*
4569                          * If we are going offline and still the leader,
4570                          * give up!
4571                          */
4572                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
4573                                            nr_cpu_ids) != cpu)
4574                                 BUG();
4575
4576                         return;
4577                 }
4578
4579                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
4580
4581                 if (atomic_read(&nohz.first_pick_cpu) == cpu)
4582                         atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
4583                 if (atomic_read(&nohz.second_pick_cpu) == cpu)
4584                         atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
4585
4586                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) >= nr_cpu_ids) {
4587                         int new_ilb;
4588
4589                         /* make me the ilb owner */
4590                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids,
4591                                            cpu) != nr_cpu_ids)
4592                                 return;
4593
4594                         /*
4595                          * Check to see if there is a more power-efficient
4596                          * ilb.
4597                          */
4598                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
4599                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
4600                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids);
4601                                 resched_cpu(new_ilb);
4602                                 return;
4603                         }
4604                         return;
4605                 }
4606         } else {
4607                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
4608                         return;
4609
4610                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
4611
4612                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4613                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
4614                                            nr_cpu_ids) != cpu)
4615                                 BUG();
4616         }
4617         return;
4618 }
4619 #endif
4620
4621 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4622
4623 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
4624
4625 /*
4626  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
4627  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
4628  */
4629 static void update_max_interval(void)
4630 {
4631         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
4632 }
4633
4634 /*
4635  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4636  * and initiates a balancing operation if so.
4637  *
4638  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4639  */
4640 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4641 {
4642         int balance = 1;
4643         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4644         unsigned long interval;
4645         struct sched_domain *sd;
4646         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4647         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4648         int update_next_balance = 0;
4649         int need_serialize;
4650
4651         update_shares(cpu);
4652
4653         rcu_read_lock();
4654         for_each_domain(cpu, sd) {
4655                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4656                         continue;
4657
4658                 interval = sd->balance_interval;
4659                 if (idle != CPU_IDLE)
4660                         interval *= sd->busy_factor;
4661
4662                 /* scale ms to jiffies */
4663                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4664                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
4665
4666                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4667
4668                 if (need_serialize) {
4669                         if (!spin_trylock(&balancing))
4670                                 goto out;
4671                 }
4672
4673                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4674                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4675                                 /*
4676                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4677                                  * longer idle.
4678                                  */
4679                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4680                         }
4681                         sd->last_balance = jiffies;
4682                 }
4683                 if (need_serialize)
4684                         spin_unlock(&balancing);
4685 out:
4686                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4687                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4688                         update_next_balance = 1;
4689                 }
4690
4691                 /*
4692                  * Stop the load balance at this level. There is another
4693                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4694                  * actively.
4695                  */
4696                 if (!balance)
4697                         break;
4698         }
4699         rcu_read_unlock();
4700
4701         /*
4702          * next_balance will be updated only when there is a need.
4703          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4704          * updated.
4705          */
4706         if (likely(update_next_balance))
4707                 rq->next_balance = next_balance;
4708 }
4709
4710 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4711 /*
4712  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
4713  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4714  */
4715 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
4716 {
4717         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4718         struct rq *rq;
4719         int balance_cpu;
4720
4721         if (idle != CPU_IDLE || !this_rq->nohz_balance_kick)
4722                 return;
4723
4724         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
4725                 if (balance_cpu == this_cpu)
4726                         continue;
4727
4728                 /*
4729                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4730                  * work being done for other cpus. Next load
4731                  * balancing owner will pick it up.
4732                  */
4733                 if (need_resched()) {
4734                         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
4735                         break;
4736                 }
4737
4738                 raw_spin_lock_irq(&this_rq->lock);
4739                 update_rq_clock(this_rq);
4740                 update_idle_cpu_load(this_rq);
4741                 raw_spin_unlock_irq(&this_rq->lock);
4742
4743                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4744
4745                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
4746                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4747                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4748         }
4749         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
4750         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
4751 }
4752
4753 /*
4754  * Current heuristic for kicking the idle load balancer
4755  * - first_pick_cpu is the one of the busy CPUs. It will kick
4756  *   idle load balancer when it has more than one process active. This
4757  *   eliminates the need for idle load balancing altogether when we have
4758  *   only one running process in the system (common case).
4759  * - If there are more than one busy CPU, idle load balancer may have
4760  *   to run for active_load_balance to happen (i.e., two busy CPUs are
4761  *   SMT or core siblings and can run better if they move to different
4762  *   physical CPUs). So, second_pick_cpu is the second of the busy CPUs
4763  *   which will kick idle load balancer as soon as it has any load.
4764  */
4765 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
4766 {
4767         unsigned long now = jiffies;
4768         int ret;
4769         int first_pick_cpu, second_pick_cpu;
4770
4771         if (time_before(now, nohz.next_balance))
4772                 return 0;
4773
4774         if (idle_cpu(cpu))
4775                 return 0;
4776
4777         first_pick_cpu = atomic_read(&nohz.first_pick_cpu);
4778         second_pick_cpu = atomic_read(&nohz.second_pick_cpu);
4779
4780         if (first_pick_cpu < nr_cpu_ids && first_pick_cpu != cpu &&
4781             second_pick_cpu < nr_cpu_ids && second_pick_cpu != cpu)
4782                 return 0;
4783
4784         ret = atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
4785         if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
4786                 atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
4787                 if (rq->nr_running > 1)
4788                         return 1;
4789         } else {
4790                 ret = atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
4791                 if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
4792                         if (rq->nr_running)
4793                                 return 1;
4794                 }
4795         }
4796         return 0;
4797 }
4798 #else
4799 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
4800 #endif
4801
4802 /*
4803  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4804  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
4805  */
4806 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4807 {
4808         int this_cpu = smp_processor_id();
4809         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4810         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
4811                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4812
4813         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4814
4815         /*
4816          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
4817          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4818          * stopped.
4819          */
4820         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
4821 }
4822
4823 static inline int on_null_domain(int cpu)
4824 {
4825         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
4826 }
4827
4828 /*
4829  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4830  */
4831 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4832 {
4833         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4834         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4835             likely(!on_null_domain(cpu)))
4836                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4837 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4838         else if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
4839                 nohz_balancer_kick(cpu);
4840 #endif
4841 }
4842
4843 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
4844 {
4845         update_sysctl();
4846 }
4847
4848 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
4849 {
4850         update_sysctl();
4851
4852         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
4853         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
4854 }
4855
4856 #else   /* CONFIG_SMP */
4857
4858 /*
4859  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4860  */
4861 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4862 {
4863 }
4864
4865 #endif /* CONFIG_SMP */
4866
4867 /*
4868  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
4869  */
4870 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
4871 {
4872         struct cfs_rq *cfs_rq;
4873         struct sched_entity *se = &curr->se;
4874
4875         for_each_sched_entity(se) {
4876                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4877                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
4878         }
4879 }
4880
4881 /*
4882  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
4883  *  - child not yet on the tasklist
4884  *  - preemption disabled
4885  */
4886 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
4887 {
4888         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(current);
4889         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
4890         int this_cpu = smp_processor_id();
4891         struct rq *rq = this_rq();
4892         unsigned long flags;
4893
4894         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4895
4896         update_rq_clock(rq);
4897
4898         /*
4899          * Not only the cpu but also the task_group of the parent might have
4900          * been changed after parent->se.parent,cfs_rq were copied to
4901          * child->se.parent,cfs_rq. So call __set_task_cpu() to make those
4902          * of child point to valid ones.
4903          */
4904         rcu_read_lock();
4905         __set_task_cpu(p, this_cpu);
4906         rcu_read_unlock();
4907
4908         update_curr(cfs_rq);
4909
4910         if (curr)
4911                 se->vruntime = curr->vruntime;
4912         place_entity(cfs_rq, se, 1);
4913
4914         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
4915                 /*
4916                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
4917                  * 'current' within the tree based on its new key value.
4918                  */
4919                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
4920                 resched_task(rq->curr);
4921         }
4922
4923         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4924
4925         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4926 }
4927
4928 /*
4929  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
4930  * the current task.
4931  */
4932 static void
4933 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
4934 {
4935         if (!p->se.on_rq)
4936                 return;
4937
4938         /*
4939          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
4940          * our priority decreased, or if we are not currently running on
4941          * this runqueue and our priority is higher than the current's
4942          */
4943         if (rq->curr == p) {
4944                 if (p->prio > oldprio)
4945                         resched_task(rq->curr);
4946         } else
4947                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
4948 }
4949
4950 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4951 {
4952         struct sched_entity *se = &p->se;
4953         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4954
4955         /*
4956          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when it's
4957          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
4958          * do the right thing.
4959          *
4960          * If it's on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
4961          * have normalized the vruntime, if it's !on_rq, then only when
4962          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
4963          */
4964         if (!p->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
4965                 /*
4966                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
4967                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
4968                  */
4969                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4970                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4971         }
4972 }
4973
4974 /*
4975  * We switched to the sched_fair class.
4976  */
4977 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4978 {
4979         if (!p->se.on_rq)
4980                 return;
4981
4982         /*
4983          * We were most likely switched from sched_rt, so
4984          * kick off the schedule if running, otherwise just see
4985          * if we can still preempt the current task.
4986          */
4987         if (rq->curr == p)
4988                 resched_task(rq->curr);
4989         else
4990                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
4991 }
4992
4993 /* Account for a task changing its policy or group.
4994  *
4995  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
4996  * migrates between groups/classes.
4997  */
4998 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
4999 {
5000         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
5001
5002         for_each_sched_entity(se) {
5003                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5004
5005                 set_next_entity(cfs_rq, se);
5006                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
5007                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5008         }
5009 }
5010
5011 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5012 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
5013 {
5014         /*
5015          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
5016          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
5017          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
5018          * bonus in place_entity()).
5019          *
5020          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
5021          * ->vruntime to a relative base.
5022          *
5023          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
5024          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
5025          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
5026          */
5027         if (!on_rq)
5028                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5029         set_task_rq(p, task_cpu(p));
5030         if (!on_rq)
5031                 p->se.vruntime += cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5032 }
5033 #endif
5034
5035 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
5036 {
5037         struct sched_entity *se = &task->se;
5038         unsigned int rr_interval = 0;
5039
5040         /*
5041          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
5042          * idle runqueue:
5043          */
5044         if (rq->cfs.load.weight)
5045                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
5046
5047         return rr_interval;
5048 }
5049
5050 /*
5051  * All the scheduling class methods:
5052  */
5053 static const struct sched_class fair_sched_class = {
5054         .next                   = &idle_sched_class,
5055         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
5056         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
5057         .yield_task             = yield_task_fair,
5058         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
5059
5060         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
5061
5062         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
5063         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
5064
5065 #ifdef CONFIG_SMP
5066         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
5067
5068         .rq_online              = rq_online_fair,
5069         .rq_offline             = rq_offline_fair,
5070
5071         .task_waking            = task_waking_fair,
5072 #endif
5073
5074         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
5075         .task_tick              = task_tick_fair,
5076         .task_fork              = task_fork_fair,
5077
5078         .prio_changed           = prio_changed_fair,
5079         .switched_from          = switched_from_fair,
5080         .switched_to            = switched_to_fair,
5081
5082         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
5083
5084 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5085         .task_move_group        = task_move_group_fair,
5086 #endif
5087 };
5088
5089 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5090 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
5091 {
5092         struct cfs_rq *cfs_rq;
5093
5094         rcu_read_lock();
5095         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
5096                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
5097         rcu_read_unlock();
5098 }
5099 #endif