kernel/sched_fair.c

   1 /*
   2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
   3  *
   4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
   5  *
   6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
   7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
   8  *
   9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
  10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
  11  *
  12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
  13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
  14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
  15  *
  16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
  17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
  18  *
  19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
  20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
  21  */
  22
  23 #include <linux/latencytop.h>
  24 #include <linux/sched.h>
  25
  26 /*
  27  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
  28  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
  29  *
  30  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
  31  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
  32  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
  33  * based scheduling concepts.
  34  *
  35  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
  36  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
  37  */
  38 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
  39 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
  40
  41 /*
  42  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
  43  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
  44  *
  45  * Options are:
  46  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
  47  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
  48  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
  49  */
  50 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
  51         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
  52
  53 /*
  54  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
  55  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
  56  */
  57 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
  58 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
  59
  60 /*
  61  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
  62  */
  63 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
  64
  65 /*
  66  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
  67  * parent will (try to) run first.
  68  */
  69 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
  70
  71 /*
  72  * sys_sched_yield() compat mode
  73  *
  74  * This option switches the agressive yield implementation of the
  75  * old scheduler back on.
  76  */
  77 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_compat_yield;
  78
  79 /*
  80  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
  81  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
  82  *
  83  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
  84  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
  85  * have immediate wakeup/sleep latencies.
  86  */
  87 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
  88 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
  89
  90 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
  91
  92 static const struct sched_class fair_sched_class;
  93
  94 /**************************************************************
  95  * CFS operations on generic schedulable entities:
  96  */
  97
  98 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
  99
 100 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
 101 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
 102 {
 103         return cfs_rq->rq;
 104 }
 105
 106 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
 107 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
 108
 109 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
 110 {
 111 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 112         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
 113 #endif
 114         return container_of(se, struct task_struct, se);
 115 }
 116
 117 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
 118 #define for_each_sched_entity(se) \
 119                 for (; se; se = se->parent)
 120
 121 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 122 {
 123         return p->se.cfs_rq;
 124 }
 125
 126 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
 127 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 128 {
 129         return se->cfs_rq;
 130 }
 131
 132 /* runqueue "owned" by this group */
 133 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 134 {
 135         return grp->my_q;
 136 }
 137
 138 /* Given a group's cfs_rq on one cpu, return its corresponding cfs_rq on
 139  * another cpu ('this_cpu')
 140  */
 141 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 142 {
 143         return cfs_rq->tg->cfs_rq[this_cpu];
 144 }
 145
 146 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
 147 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 148         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
 149
 150 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
 151 static inline int
 152 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
 153 {
 154         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
 155                 return 1;
 156
 157         return 0;
 158 }
 159
 160 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
 161 {
 162         return se->parent;
 163 }
 164
 165 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
 166 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
 167 {
 168         int depth = 0;
 169
 170         for_each_sched_entity(se)
 171                 depth++;
 172
 173         return depth;
 174 }
 175
 176 static void
 177 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
 178 {
 179         int se_depth, pse_depth;
 180
 181         /*
 182          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
 183          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
 184          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
 185          * parent.
 186          */
 187
 188         /* First walk up until both entities are at same depth */
 189         se_depth = depth_se(*se);
 190         pse_depth = depth_se(*pse);
 191
 192         while (se_depth > pse_depth) {
 193                 se_depth--;
 194                 *se = parent_entity(*se);
 195         }
 196
 197         while (pse_depth > se_depth) {
 198                 pse_depth--;
 199                 *pse = parent_entity(*pse);
 200         }
 201
 202         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
 203                 *se = parent_entity(*se);
 204                 *pse = parent_entity(*pse);
 205         }
 206 }
 207
 208 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 209
 210 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
 211 {
 212         return container_of(se, struct task_struct, se);
 213 }
 214
 215 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
 216 {
 217         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
 218 }
 219
 220 #define entity_is_task(se)      1
 221
 222 #define for_each_sched_entity(se) \
 223                 for (; se; se = NULL)
 224
 225 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
 226 {
 227         return &task_rq(p)->cfs;
 228 }
 229
 230 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
 231 {
 232         struct task_struct *p = task_of(se);
 233         struct rq *rq = task_rq(p);
 234
 235         return &rq->cfs;
 236 }
 237
 238 /* runqueue "owned" by this group */
 239 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
 240 {
 241         return NULL;
 242 }
 243
 244 static inline struct cfs_rq *cpu_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, int this_cpu)
 245 {
 246         return &cpu_rq(this_cpu)->cfs;
 247 }
 248
 249 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
 250                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
 251
 252 static inline int
 253 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
 254 {
 255         return 1;
 256 }
 257
 258 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
 259 {
 260         return NULL;
 261 }
 262
 263 static inline void
 264 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
 265 {
 266 }
 267
 268 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 269
 270
 271 /**************************************************************
 272  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
 273  */
 274
 275 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
 276 {
 277         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
 278         if (delta > 0)
 279                 min_vruntime = vruntime;
 280
 281         return min_vruntime;
 282 }
 283
 284 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
 285 {
 286         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
 287         if (delta < 0)
 288                 min_vruntime = vruntime;
 289
 290         return min_vruntime;
 291 }
 292
 293 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
 294                                 struct sched_entity *b)
 295 {
 296         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
 297 }
 298
 299 static inline s64 entity_key(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 300 {
 301         return se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
 302 }
 303
 304 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
 305 {
 306         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
 307
 308         if (cfs_rq->curr)
 309                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
 310
 311         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
 312                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
 313                                                    struct sched_entity,
 314                                                    run_node);
 315
 316                 if (!cfs_rq->curr)
 317                         vruntime = se->vruntime;
 318                 else
 319                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
 320         }
 321
 322         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
 323 }
 324
 325 /*
 326  * Enqueue an entity into the rb-tree:
 327  */
 328 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 329 {
 330         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
 331         struct rb_node *parent = NULL;
 332         struct sched_entity *entry;
 333         s64 key = entity_key(cfs_rq, se);
 334         int leftmost = 1;
 335
 336         /*
 337          * Find the right place in the rbtree:
 338          */
 339         while (*link) {
 340                 parent = *link;
 341                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
 342                 /*
 343                  * We dont care about collisions. Nodes with
 344                  * the same key stay together.
 345                  */
 346                 if (key < entity_key(cfs_rq, entry)) {
 347                         link = &parent->rb_left;
 348                 } else {
 349                         link = &parent->rb_right;
 350                         leftmost = 0;
 351                 }
 352         }
 353
 354         /*
 355          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
 356          * used):
 357          */
 358         if (leftmost)
 359                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
 360
 361         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
 362         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 363 }
 364
 365 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 366 {
 367         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
 368                 struct rb_node *next_node;
 369
 370                 next_node = rb_next(&se->run_node);
 371                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
 372         }
 373
 374         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
 375 }
 376
 377 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 378 {
 379         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
 380
 381         if (!left)
 382                 return NULL;
 383
 384         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
 385 }
 386
 387 static struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 388 {
 389         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
 390
 391         if (!last)
 392                 return NULL;
 393
 394         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
 395 }
 396
 397 /**************************************************************
 398  * Scheduling class statistics methods:
 399  */
 400
 401 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 402 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
 403                 void __user *buffer, size_t *lenp,
 404                 loff_t *ppos)
 405 {
 406         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
 407         int factor = get_update_sysctl_factor();
 408
 409         if (ret || !write)
 410                 return ret;
 411
 412         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
 413                                         sysctl_sched_min_granularity);
 414
 415 #define WRT_SYSCTL(name) \
 416         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
 417         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
 418         WRT_SYSCTL(sched_latency);
 419         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
 420         WRT_SYSCTL(sched_shares_ratelimit);
 421 #undef WRT_SYSCTL
 422
 423         return 0;
 424 }
 425 #endif
 426
 427 /*
 428  * delta /= w
 429  */
 430 static inline unsigned long
 431 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
 432 {
 433         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
 434                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
 435
 436         return delta;
 437 }
 438
 439 /*
 440  * The idea is to set a period in which each task runs once.
 441  *
 442  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
 443  * this period because otherwise the slices get too small.
 444  *
 445  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
 446  */
 447 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
 448 {
 449         u64 period = sysctl_sched_latency;
 450         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
 451
 452         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
 453                 period = sysctl_sched_min_granularity;
 454                 period *= nr_running;
 455         }
 456
 457         return period;
 458 }
 459
 460 /*
 461  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
 462  * proportional to the weight.
 463  *
 464  * s = p*P[w/rw]
 465  */
 466 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 467 {
 468         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
 469
 470         for_each_sched_entity(se) {
 471                 struct load_weight *load;
 472                 struct load_weight lw;
 473
 474                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 475                 load = &cfs_rq->load;
 476
 477                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
 478                         lw = cfs_rq->load;
 479
 480                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
 481                         load = &lw;
 482                 }
 483                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
 484         }
 485         return slice;
 486 }
 487
 488 /*
 489  * We calculate the vruntime slice of a to be inserted task
 490  *
 491  * vs = s/w
 492  */
 493 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 494 {
 495         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
 496 }
 497
 498 /*
 499  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
 500  * are not in our scheduling class.
 501  */
 502 static inline void
 503 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
 504               unsigned long delta_exec)
 505 {
 506         unsigned long delta_exec_weighted;
 507
 508         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
 509                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
 510
 511         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
 512         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
 513         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
 514
 515         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
 516         update_min_vruntime(cfs_rq);
 517 }
 518
 519 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
 520 {
 521         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
 522         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
 523         unsigned long delta_exec;
 524
 525         if (unlikely(!curr))
 526                 return;
 527
 528         /*
 529          * Get the amount of time the current task was running
 530          * since the last time we changed load (this cannot
 531          * overflow on 32 bits):
 532          */
 533         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
 534         if (!delta_exec)
 535                 return;
 536
 537         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
 538         curr->exec_start = now;
 539
 540         if (entity_is_task(curr)) {
 541                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
 542
 543                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
 544                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
 545                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
 546         }
 547 }
 548
 549 static inline void
 550 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 551 {
 552         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
 553 }
 554
 555 /*
 556  * Task is being enqueued - update stats:
 557  */
 558 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 559 {
 560         /*
 561          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
 562          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
 563          */
 564         if (se != cfs_rq->curr)
 565                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
 566 }
 567
 568 static void
 569 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 570 {
 571         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
 572                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
 573         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
 574         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
 575                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
 576 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 577         if (entity_is_task(se)) {
 578                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
 579                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
 580         }
 581 #endif
 582         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
 583 }
 584
 585 static inline void
 586 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 587 {
 588         /*
 589          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
 590          * waiting task:
 591          */
 592         if (se != cfs_rq->curr)
 593                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 594 }
 595
 596 /*
 597  * We are picking a new current task - update its stats:
 598  */
 599 static inline void
 600 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 601 {
 602         /*
 603          * We are starting a new run period:
 604          */
 605         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
 606 }
 607
 608 /**************************************************
 609  * Scheduling class queueing methods:
 610  */
 611
 612 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 613 static void
 614 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
 615 {
 616         cfs_rq->task_weight += weight;
 617 }
 618 #else
 619 static inline void
 620 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
 621 {
 622 }
 623 #endif
 624
 625 static void
 626 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 627 {
 628         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 629         if (!parent_entity(se))
 630                 inc_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
 631         if (entity_is_task(se)) {
 632                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, se->load.weight);
 633                 list_add(&se->group_node, &cfs_rq->tasks);
 634         }
 635         cfs_rq->nr_running++;
 636         se->on_rq = 1;
 637 }
 638
 639 static void
 640 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 641 {
 642         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
 643         if (!parent_entity(se))
 644                 dec_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
 645         if (entity_is_task(se)) {
 646                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, -se->load.weight);
 647                 list_del_init(&se->group_node);
 648         }
 649         cfs_rq->nr_running--;
 650         se->on_rq = 0;
 651 }
 652
 653 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 654 {
 655 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 656         struct task_struct *tsk = NULL;
 657
 658         if (entity_is_task(se))
 659                 tsk = task_of(se);
 660
 661         if (se->statistics.sleep_start) {
 662                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
 663
 664                 if ((s64)delta < 0)
 665                         delta = 0;
 666
 667                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
 668                         se->statistics.sleep_max = delta;
 669
 670                 se->statistics.sleep_start = 0;
 671                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
 672
 673                 if (tsk) {
 674                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
 675                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
 676                 }
 677         }
 678         if (se->statistics.block_start) {
 679                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
 680
 681                 if ((s64)delta < 0)
 682                         delta = 0;
 683
 684                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
 685                         se->statistics.block_max = delta;
 686
 687                 se->statistics.block_start = 0;
 688                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
 689
 690                 if (tsk) {
 691                         if (tsk->in_iowait) {
 692                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
 693                                 se->statistics.iowait_count++;
 694                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
 695                         }
 696
 697                         /*
 698                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
 699                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
 700                          * amount of time that the task spent sleeping:
 701                          */
 702                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
 703                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
 704                                                 (void *)get_wchan(tsk),
 705                                                 delta >> 20);
 706                         }
 707                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
 708                 }
 709         }
 710 #endif
 711 }
 712
 713 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 714 {
 715 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 716         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
 717
 718         if (d < 0)
 719                 d = -d;
 720
 721         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
 722                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
 723 #endif
 724 }
 725
 726 static void
 727 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
 728 {
 729         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
 730
 731         /*
 732          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
 733          * however the extra weight of the new task will slow them down a
 734          * little, place the new task so that it fits in the slot that
 735          * stays open at the end.
 736          */
 737         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
 738                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
 739
 740         /* sleeps up to a single latency don't count. */
 741         if (!initial) {
 742                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
 743
 744                 /*
 745                  * Halve their sleep time's effect, to allow
 746                  * for a gentler effect of sleepers:
 747                  */
 748                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
 749                         thresh >>= 1;
 750
 751                 vruntime -= thresh;
 752         }
 753
 754         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
 755         vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
 756
 757         se->vruntime = vruntime;
 758 }
 759
 760 static void
 761 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
 762 {
 763         /*
 764          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
 765          * through callig update_curr().
 766          */
 767         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
 768                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
 769
 770         /*
 771          * Update run-time statistics of the 'current'.
 772          */
 773         update_curr(cfs_rq);
 774         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
 775
 776         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
 777                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
 778                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
 779         }
 780
 781         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
 782         check_spread(cfs_rq, se);
 783         if (se != cfs_rq->curr)
 784                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
 785 }
 786
 787 static void __clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 788 {
 789         if (!se || cfs_rq->last == se)
 790                 cfs_rq->last = NULL;
 791
 792         if (!se || cfs_rq->next == se)
 793                 cfs_rq->next = NULL;
 794 }
 795
 796 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 797 {
 798         for_each_sched_entity(se)
 799                 __clear_buddies(cfs_rq_of(se), se);
 800 }
 801
 802 static void
 803 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
 804 {
 805         /*
 806          * Update run-time statistics of the 'current'.
 807          */
 808         update_curr(cfs_rq);
 809
 810         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
 811         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
 812 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 813                 if (entity_is_task(se)) {
 814                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
 815
 816                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
 817                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 818                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
 819                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
 820                 }
 821 #endif
 822         }
 823
 824         clear_buddies(cfs_rq, se);
 825
 826         if (se != cfs_rq->curr)
 827                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 828         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
 829         update_min_vruntime(cfs_rq);
 830
 831         /*
 832          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
 833          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
 834          * movement in our normalized position.
 835          */
 836         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
 837                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
 838 }
 839
 840 /*
 841  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
 842  */
 843 static void
 844 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
 845 {
 846         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
 847
 848         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
 849         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
 850         if (delta_exec > ideal_runtime) {
 851                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 852                 /*
 853                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
 854                  * re-elected due to buddy favours.
 855                  */
 856                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
 857                 return;
 858         }
 859
 860         /*
 861          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
 862          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
 863          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
 864          */
 865         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
 866                 return;
 867
 868         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
 869                 return;
 870
 871         if (cfs_rq->nr_running > 1) {
 872                 struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 873                 s64 delta = curr->vruntime - se->vruntime;
 874
 875                 if (delta > ideal_runtime)
 876                         resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 877         }
 878 }
 879
 880 static void
 881 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
 882 {
 883         /* 'current' is not kept within the tree. */
 884         if (se->on_rq) {
 885                 /*
 886                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
 887                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
 888                  * runqueue.
 889                  */
 890                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
 891                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
 892         }
 893
 894         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
 895         cfs_rq->curr = se;
 896 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 897         /*
 898          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
 899          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
 900          * when there are only lesser-weight tasks around):
 901          */
 902         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
 903                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
 904                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
 905         }
 906 #endif
 907         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
 908 }
 909
 910 static int
 911 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
 912
 913 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
 914 {
 915         struct sched_entity *se = __pick_next_entity(cfs_rq);
 916         struct sched_entity *left = se;
 917
 918         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
 919                 se = cfs_rq->next;
 920
 921         /*
 922          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
 923          */
 924         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
 925                 se = cfs_rq->last;
 926
 927         clear_buddies(cfs_rq, se);
 928
 929         return se;
 930 }
 931
 932 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
 933 {
 934         /*
 935          * If still on the runqueue then deactivate_task()
 936          * was not called and update_curr() has to be done:
 937          */
 938         if (prev->on_rq)
 939                 update_curr(cfs_rq);
 940
 941         check_spread(cfs_rq, prev);
 942         if (prev->on_rq) {
 943                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
 944                 /* Put 'current' back into the tree. */
 945                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
 946         }
 947         cfs_rq->curr = NULL;
 948 }
 949
 950 static void
 951 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
 952 {
 953         /*
 954          * Update run-time statistics of the 'current'.
 955          */
 956         update_curr(cfs_rq);
 957
 958 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
 959         /*
 960          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
 961          * validating it and just reschedule.
 962          */
 963         if (queued) {
 964                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
 965                 return;
 966         }
 967         /*
 968          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
 969          */
 970         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
 971                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
 972                 return;
 973 #endif
 974
 975         if (cfs_rq->nr_running > 1 || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
 976                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
 977 }
 978
 979 /**************************************************
 980  * CFS operations on tasks:
 981  */
 982
 983 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
 984 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 985 {
 986         struct sched_entity *se = &p->se;
 987         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
 988
 989         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
 990
 991         if (hrtick_enabled(rq) && cfs_rq->nr_running > 1) {
 992                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
 993                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
 994                 s64 delta = slice - ran;
 995
 996                 if (delta < 0) {
 997                         if (rq->curr == p)
 998                                 resched_task(p);
 999                         return;
1000                 }
1001
1002                 /*
1003                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
1004                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
1005                  */
1006                 if (rq->curr != p)
1007                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
1008
1009                 hrtick_start(rq, delta);
1010         }
1011 }
1012
1013 /*
1014  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
1015  * current task is from our class and nr_running is low enough
1016  * to matter.
1017  */
1018 static void hrtick_update(struct rq *rq)
1019 {
1020         struct task_struct *curr = rq->curr;
1021
1022         if (curr->sched_class != &fair_sched_class)
1023                 return;
1024
1025         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
1026                 hrtick_start_fair(rq, curr);
1027 }
1028 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1029 static inline void
1030 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1031 {
1032 }
1033
1034 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
1035 {
1036 }
1037 #endif
1038
1039 /*
1040  * The enqueue_task method is called before nr_running is
1041  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
1042  * then put the task into the rbtree:
1043  */
1044 static void
1045 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1046 {
1047         struct cfs_rq *cfs_rq;
1048         struct sched_entity *se = &p->se;
1049
1050         for_each_sched_entity(se) {
1051                 if (se->on_rq)
1052                         break;
1053                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1054                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
1055                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1056         }
1057
1058         hrtick_update(rq);
1059 }
1060
1061 /*
1062  * The dequeue_task method is called before nr_running is
1063  * decreased. We remove the task from the rbtree and
1064  * update the fair scheduling stats:
1065  */
1066 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1067 {
1068         struct cfs_rq *cfs_rq;
1069         struct sched_entity *se = &p->se;
1070
1071         for_each_sched_entity(se) {
1072                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1073                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
1074                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
1075                 if (cfs_rq->load.weight)
1076                         break;
1077                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
1078         }
1079
1080         hrtick_update(rq);
1081 }
1082
1083 /*
1084  * sched_yield() support is very simple - we dequeue and enqueue.
1085  *
1086  * If compat_yield is turned on then we requeue to the end of the tree.
1087  */
1088 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
1089 {
1090         struct task_struct *curr = rq->curr;
1091         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1092         struct sched_entity *rightmost, *se = &curr->se;
1093
1094         /*
1095          * Are we the only task in the tree?
1096          */
1097         if (unlikely(cfs_rq->nr_running == 1))
1098                 return;
1099
1100         clear_buddies(cfs_rq, se);
1101
1102         if (likely(!sysctl_sched_compat_yield) && curr->policy != SCHED_BATCH) {
1103                 update_rq_clock(rq);
1104                 /*
1105                  * Update run-time statistics of the 'current'.
1106                  */
1107                 update_curr(cfs_rq);
1108
1109                 return;
1110         }
1111         /*
1112          * Find the rightmost entry in the rbtree:
1113          */
1114         rightmost = __pick_last_entity(cfs_rq);
1115         /*
1116          * Already in the rightmost position?
1117          */
1118         if (unlikely(!rightmost || entity_before(rightmost, se)))
1119                 return;
1120
1121         /*
1122          * Minimally necessary key value to be last in the tree:
1123          * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
1124          * 'current' within the tree based on its new key value.
1125          */
1126         se->vruntime = rightmost->vruntime + 1;
1127 }
1128
1129 #ifdef CONFIG_SMP
1130
1131 static void task_waking_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1132 {
1133         struct sched_entity *se = &p->se;
1134         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1135
1136         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1137 }
1138
1139 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1140 /*
1141  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
1142  *
1143  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
1144  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
1145  * can calculate the shift in shares.
1146  *
1147  * The problem is that perfectly aligning the shares is rather expensive, hence
1148  * we try to avoid doing that too often - see update_shares(), which ratelimits
1149  * this change.
1150  *
1151  * We compensate this by not only taking the current delta into account, but
1152  * also considering the delta between when the shares were last adjusted and
1153  * now.
1154  *
1155  * We still saw a performance dip, some tracing learned us that between
1156  * cgroup:/ and cgroup:/foo balancing the number of affine wakeups increased
1157  * significantly. Therefore try to bias the error in direction of failing
1158  * the affine wakeup.
1159  *
1160  */
1161 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
1162                 long wl, long wg)
1163 {
1164         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
1165
1166         if (!tg->parent)
1167                 return wl;
1168
1169         /*
1170          * By not taking the decrease of shares on the other cpu into
1171          * account our error leans towards reducing the affine wakeups.
1172          */
1173         if (!wl && sched_feat(ASYM_EFF_LOAD))
1174                 return wl;
1175
1176         for_each_sched_entity(se) {
1177                 long S, rw, s, a, b;
1178                 long more_w;
1179
1180                 /*
1181                  * Instead of using this increment, also add the difference
1182                  * between when the shares were last updated and now.
1183                  */
1184                 more_w = se->my_q->load.weight - se->my_q->rq_weight;
1185                 wl += more_w;
1186                 wg += more_w;
1187
1188                 S = se->my_q->tg->shares;
1189                 s = se->my_q->shares;
1190                 rw = se->my_q->rq_weight;
1191
1192                 a = S*(rw + wl);
1193                 b = S*rw + s*wg;
1194
1195                 wl = s*(a-b);
1196
1197                 if (likely(b))
1198                         wl /= b;
1199
1200                 /*
1201                  * Assume the group is already running and will
1202                  * thus already be accounted for in the weight.
1203                  *
1204                  * That is, moving shares between CPUs, does not
1205                  * alter the group weight.
1206                  */
1207                 wg = 0;
1208         }
1209
1210         return wl;
1211 }
1212
1213 #else
1214
1215 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
1216                 unsigned long wl, unsigned long wg)
1217 {
1218         return wl;
1219 }
1220
1221 #endif
1222
1223 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
1224 {
1225         unsigned long this_load, load;
1226         int idx, this_cpu, prev_cpu;
1227         unsigned long tl_per_task;
1228         struct task_group *tg;
1229         unsigned long weight;
1230         int balanced;
1231
1232         idx       = sd->wake_idx;
1233         this_cpu  = smp_processor_id();
1234         prev_cpu  = task_cpu(p);
1235         load      = source_load(prev_cpu, idx);
1236         this_load = target_load(this_cpu, idx);
1237
1238         /*
1239          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
1240          * effect of the currently running task from the load
1241          * of the current CPU:
1242          */
1243         rcu_read_lock();
1244         if (sync) {
1245                 tg = task_group(current);
1246                 weight = current->se.load.weight;
1247
1248                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
1249                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
1250         }
1251
1252         tg = task_group(p);
1253         weight = p->se.load.weight;
1254
1255         /*
1256          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
1257          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
1258          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
1259          * about that, so that's good too.
1260          *
1261          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
1262          * task to be woken on this_cpu.
1263          */
1264         if (this_load) {
1265                 unsigned long this_eff_load, prev_eff_load;
1266
1267                 this_eff_load = 100;
1268                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
1269                 this_eff_load *= this_load +
1270                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
1271
1272                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1273                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
1274                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
1275
1276                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
1277         } else
1278                 balanced = true;
1279         rcu_read_unlock();
1280
1281         /*
1282          * If the currently running task will sleep within
1283          * a reasonable amount of time then attract this newly
1284          * woken task:
1285          */
1286         if (sync && balanced)
1287                 return 1;
1288
1289         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
1290         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
1291
1292         if (balanced ||
1293             (this_load <= load &&
1294              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
1295                 /*
1296                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
1297                  * p is cache cold in this domain, and
1298                  * there is no bad imbalance.
1299                  */
1300                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
1301                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
1302
1303                 return 1;
1304         }
1305         return 0;
1306 }
1307
1308 /*
1309  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
1310  * domain.
1311  */
1312 static struct sched_group *
1313 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
1314                   int this_cpu, int load_idx)
1315 {
1316         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
1317         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
1318         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
1319
1320         do {
1321                 unsigned long load, avg_load;
1322                 int local_group;
1323                 int i;
1324
1325                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
1326                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
1327                                         &p->cpus_allowed))
1328                         continue;
1329
1330                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
1331                                                sched_group_cpus(group));
1332
1333                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
1334                 avg_load = 0;
1335
1336                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
1337                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
1338                         if (local_group)
1339                                 load = source_load(i, load_idx);
1340                         else
1341                                 load = target_load(i, load_idx);
1342
1343                         avg_load += load;
1344                 }
1345
1346                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
1347                 avg_load = (avg_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
1348
1349                 if (local_group) {
1350                         this_load = avg_load;
1351                 } else if (avg_load < min_load) {
1352                         min_load = avg_load;
1353                         idlest = group;
1354                 }
1355         } while (group = group->next, group != sd->groups);
1356
1357         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
1358                 return NULL;
1359         return idlest;
1360 }
1361
1362 /*
1363  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
1364  */
1365 static int
1366 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
1367 {
1368         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
1369         int idlest = -1;
1370         int i;
1371
1372         /* Traverse only the allowed CPUs */
1373         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
1374                 load = weighted_cpuload(i);
1375
1376                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
1377                         min_load = load;
1378                         idlest = i;
1379                 }
1380         }
1381
1382         return idlest;
1383 }
1384
1385 /*
1386  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
1387  */
1388 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
1389 {
1390         int cpu = smp_processor_id();
1391         int prev_cpu = task_cpu(p);
1392         struct sched_domain *sd;
1393         int i;
1394
1395         /*
1396          * If the task is going to be woken-up on this cpu and if it is
1397          * already idle, then it is the right target.
1398          */
1399         if (target == cpu && idle_cpu(cpu))
1400                 return cpu;
1401
1402         /*
1403          * If the task is going to be woken-up on the cpu where it previously
1404          * ran and if it is currently idle, then it the right target.
1405          */
1406         if (target == prev_cpu && idle_cpu(prev_cpu))
1407                 return prev_cpu;
1408
1409         /*
1410          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
1411          */
1412         for_each_domain(target, sd) {
1413                 if (!(sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES))
1414                         break;
1415
1416                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), &p->cpus_allowed) {
1417                         if (idle_cpu(i)) {
1418                                 target = i;
1419                                 break;
1420                         }
1421                 }
1422
1423                 /*
1424                  * Lets stop looking for an idle sibling when we reached
1425                  * the domain that spans the current cpu and prev_cpu.
1426                  */
1427                 if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)) &&
1428                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
1429                         break;
1430         }
1431
1432         return target;
1433 }
1434
1435 /*
1436  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
1437  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
1438  * SD_BALANCE_EXEC.
1439  *
1440  * Balance, ie. select the least loaded group.
1441  *
1442  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
1443  *
1444  * preempt must be disabled.
1445  */
1446 static int
1447 select_task_rq_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
1448 {
1449         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
1450         int cpu = smp_processor_id();
1451         int prev_cpu = task_cpu(p);
1452         int new_cpu = cpu;
1453         int want_affine = 0;
1454         int want_sd = 1;
1455         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
1456
1457         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
1458                 if (cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed))
1459                         want_affine = 1;
1460                 new_cpu = prev_cpu;
1461         }
1462
1463         for_each_domain(cpu, tmp) {
1464                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1465                         continue;
1466
1467                 /*
1468                  * If power savings logic is enabled for a domain, see if we
1469                  * are not overloaded, if so, don't balance wider.
1470                  */
1471                 if (tmp->flags & (SD_POWERSAVINGS_BALANCE|SD_PREFER_LOCAL)) {
1472                         unsigned long power = 0;
1473                         unsigned long nr_running = 0;
1474                         unsigned long capacity;
1475                         int i;
1476
1477                         for_each_cpu(i, sched_domain_span(tmp)) {
1478                                 power += power_of(i);
1479                                 nr_running += cpu_rq(i)->cfs.nr_running;
1480                         }
1481
1482                         capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
1483
1484                         if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
1485                                 nr_running /= 2;
1486
1487                         if (nr_running < capacity)
1488                                 want_sd = 0;
1489                 }
1490
1491                 /*
1492                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
1493                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
1494                  */
1495                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
1496                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
1497                         affine_sd = tmp;
1498                         want_affine = 0;
1499                 }
1500
1501                 if (!want_sd && !want_affine)
1502                         break;
1503
1504                 if (!(tmp->flags & sd_flag))
1505                         continue;
1506
1507                 if (want_sd)
1508                         sd = tmp;
1509         }
1510
1511 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1512         if (sched_feat(LB_SHARES_UPDATE)) {
1513                 /*
1514                  * Pick the largest domain to update shares over
1515                  */
1516                 tmp = sd;
1517                 if (affine_sd && (!tmp || affine_sd->span_weight > sd->span_weight))
1518                         tmp = affine_sd;
1519
1520                 if (tmp) {
1521                         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1522                         update_shares(tmp);
1523                         raw_spin_lock(&rq->lock);
1524                 }
1525         }
1526 #endif
1527
1528         if (affine_sd) {
1529                 if (cpu == prev_cpu || wake_affine(affine_sd, p, sync))
1530                         return select_idle_sibling(p, cpu);
1531                 else
1532                         return select_idle_sibling(p, prev_cpu);
1533         }
1534
1535         while (sd) {
1536                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
1537                 struct sched_group *group;
1538                 int weight;
1539
1540                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
1541                         sd = sd->child;
1542                         continue;
1543                 }
1544
1545                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
1546                         load_idx = sd->wake_idx;
1547
1548                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
1549                 if (!group) {
1550                         sd = sd->child;
1551                         continue;
1552                 }
1553
1554                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
1555                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
1556                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
1557                         sd = sd->child;
1558                         continue;
1559                 }
1560
1561                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
1562                 cpu = new_cpu;
1563                 weight = sd->span_weight;
1564                 sd = NULL;
1565                 for_each_domain(cpu, tmp) {
1566                         if (weight <= tmp->span_weight)
1567                                 break;
1568                         if (tmp->flags & sd_flag)
1569                                 sd = tmp;
1570                 }
1571                 /* while loop will break here if sd == NULL */
1572         }
1573
1574         return new_cpu;
1575 }
1576 #endif /* CONFIG_SMP */
1577
1578 static unsigned long
1579 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1580 {
1581         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
1582
1583         /*
1584          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
1585          * to virtual-time in his units.
1586          *
1587          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
1588          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
1589          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
1590          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
1591          * be smaller, again penalizing the lighter task.
1592          *
1593          * This is especially important for buddies when the leftmost
1594          * task is higher priority than the buddy.
1595          */
1596         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
1597                 gran = calc_delta_fair(gran, se);
1598
1599         return gran;
1600 }
1601
1602 /*
1603  * Should 'se' preempt 'curr'.
1604  *
1605  *             |s1
1606  *        |s2
1607  *   |s3
1608  *         g
1609  *      |<--->|c
1610  *
1611  *  w(c, s1) = -1
1612  *  w(c, s2) =  0
1613  *  w(c, s3) =  1
1614  *
1615  */
1616 static int
1617 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
1618 {
1619         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
1620
1621         if (vdiff <= 0)
1622                 return -1;
1623
1624         gran = wakeup_gran(curr, se);
1625         if (vdiff > gran)
1626                 return 1;
1627
1628         return 0;
1629 }
1630
1631 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
1632 {
1633         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1634                 for_each_sched_entity(se)
1635                         cfs_rq_of(se)->last = se;
1636         }
1637 }
1638
1639 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
1640 {
1641         if (likely(task_of(se)->policy != SCHED_IDLE)) {
1642                 for_each_sched_entity(se)
1643                         cfs_rq_of(se)->next = se;
1644         }
1645 }
1646
1647 /*
1648  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1649  */
1650 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
1651 {
1652         struct task_struct *curr = rq->curr;
1653         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
1654         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
1655         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
1656
1657         if (unlikely(rt_prio(p->prio)))
1658                 goto preempt;
1659
1660         if (unlikely(p->sched_class != &fair_sched_class))
1661                 return;
1662
1663         if (unlikely(se == pse))
1664                 return;
1665
1666         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK))
1667                 set_next_buddy(pse);
1668
1669         /*
1670          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
1671          * wake up path.
1672          */
1673         if (test_tsk_need_resched(curr))
1674                 return;
1675
1676         /*
1677          * Batch and idle tasks do not preempt (their preemption is driven by
1678          * the tick):
1679          */
1680         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL))
1681                 return;
1682
1683         /* Idle tasks are by definition preempted by everybody. */
1684         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE))
1685                 goto preempt;
1686
1687         if (!sched_feat(WAKEUP_PREEMPT))
1688                 return;
1689
1690         update_curr(cfs_rq);
1691         find_matching_se(&se, &pse);
1692         BUG_ON(!pse);
1693         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1)
1694                 goto preempt;
1695
1696         return;
1697
1698 preempt:
1699         resched_task(curr);
1700         /*
1701          * Only set the backward buddy when the current task is still
1702          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
1703          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
1704          * point, either of which can * drop the rq lock.
1705          *
1706          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
1707          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
1708          */
1709         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
1710                 return;
1711
1712         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
1713                 set_last_buddy(se);
1714 }
1715
1716 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
1717 {
1718         struct task_struct *p;
1719         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
1720         struct sched_entity *se;
1721
1722         if (!cfs_rq->nr_running)
1723                 return NULL;
1724
1725         do {
1726                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
1727                 set_next_entity(cfs_rq, se);
1728                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
1729         } while (cfs_rq);
1730
1731         p = task_of(se);
1732         hrtick_start_fair(rq, p);
1733
1734         return p;
1735 }
1736
1737 /*
1738  * Account for a descheduled task:
1739  */
1740 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1741 {
1742         struct sched_entity *se = &prev->se;
1743         struct cfs_rq *cfs_rq;
1744
1745         for_each_sched_entity(se) {
1746                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1747                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
1748         }
1749 }
1750
1751 #ifdef CONFIG_SMP
1752 /**************************************************
1753  * Fair scheduling class load-balancing methods:
1754  */
1755
1756 /*
1757  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
1758  * Both runqueues must be locked.
1759  */
1760 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
1761                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
1762 {
1763         deactivate_task(src_rq, p, 0);
1764         set_task_cpu(p, this_cpu);
1765         activate_task(this_rq, p, 0);
1766         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
1767
1768         /* re-arm NEWIDLE balancing when moving tasks */
1769         src_rq->avg_idle = this_rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
1770         this_rq->idle_stamp = 0;
1771 }
1772
1773 /*
1774  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
1775  */
1776 static
1777 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
1778                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1779                      int *all_pinned)
1780 {
1781         int tsk_cache_hot = 0;
1782         /*
1783          * We do not migrate tasks that are:
1784          * 1) running (obviously), or
1785          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
1786          * 3) are cache-hot on their current CPU.
1787          */
1788         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
1789                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
1790                 return 0;
1791         }
1792         *all_pinned = 0;
1793
1794         if (task_running(rq, p)) {
1795                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
1796                 return 0;
1797         }
1798
1799         /*
1800          * Aggressive migration if:
1801          * 1) task is cache cold, or
1802          * 2) too many balance attempts have failed.
1803          */
1804
1805         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock_task, sd);
1806         if (!tsk_cache_hot ||
1807                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
1808 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1809                 if (tsk_cache_hot) {
1810                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
1811                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
1812                 }
1813 #endif
1814                 return 1;
1815         }
1816
1817         if (tsk_cache_hot) {
1818                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
1819                 return 0;
1820         }
1821         return 1;
1822 }
1823
1824 /*
1825  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
1826  * part of active balancing operations within "domain".
1827  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
1828  *
1829  * Called with both runqueues locked.
1830  */
1831 static int
1832 move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1833               struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
1834 {
1835         struct task_struct *p, *n;
1836         struct cfs_rq *cfs_rq;
1837         int pinned = 0;
1838
1839         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, cfs_rq) {
1840                 list_for_each_entry_safe(p, n, &cfs_rq->tasks, se.group_node) {
1841
1842                         if (!can_migrate_task(p, busiest, this_cpu,
1843                                                 sd, idle, &pinned))
1844                                 continue;
1845
1846                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
1847                         /*
1848                          * Right now, this is only the second place pull_task()
1849                          * is called, so we can safely collect pull_task()
1850                          * stats here rather than inside pull_task().
1851                          */
1852                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
1853                         return 1;
1854                 }
1855         }
1856
1857         return 0;
1858 }
1859
1860 static unsigned long
1861 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1862               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1863               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1864               int *this_best_prio, struct cfs_rq *busiest_cfs_rq)
1865 {
1866         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
1867         long rem_load_move = max_load_move;
1868         struct task_struct *p, *n;
1869
1870         if (max_load_move == 0)
1871                 goto out;
1872
1873         pinned = 1;
1874
1875         list_for_each_entry_safe(p, n, &busiest_cfs_rq->tasks, se.group_node) {
1876                 if (loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
1877                         break;
1878
1879                 if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
1880                     !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned))
1881                         continue;
1882
1883                 pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
1884                 pulled++;
1885                 rem_load_move -= p->se.load.weight;
1886
1887 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1888                 /*
1889                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
1890                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
1891                  * the critical section.
1892                  */
1893                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
1894                         break;
1895 #endif
1896
1897                 /*
1898                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
1899                  * weighted load.
1900                  */
1901                 if (rem_load_move <= 0)
1902                         break;
1903
1904                 if (p->prio < *this_best_prio)
1905                         *this_best_prio = p->prio;
1906         }
1907 out:
1908         /*
1909          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
1910          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
1911          * inside pull_task().
1912          */
1913         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
1914
1915         if (all_pinned)
1916                 *all_pinned = pinned;
1917
1918         return max_load_move - rem_load_move;
1919 }
1920
1921 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1922 static unsigned long
1923 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1924                   unsigned long max_load_move,
1925                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1926                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1927 {
1928         long rem_load_move = max_load_move;
1929         int busiest_cpu = cpu_of(busiest);
1930         struct task_group *tg;
1931
1932         rcu_read_lock();
1933         update_h_load(busiest_cpu);
1934
1935         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
1936                 struct cfs_rq *busiest_cfs_rq = tg->cfs_rq[busiest_cpu];
1937                 unsigned long busiest_h_load = busiest_cfs_rq->h_load;
1938                 unsigned long busiest_weight = busiest_cfs_rq->load.weight;
1939                 u64 rem_load, moved_load;
1940
1941                 /*
1942                  * empty group
1943                  */
1944                 if (!busiest_cfs_rq->task_weight)
1945                         continue;
1946
1947                 rem_load = (u64)rem_load_move * busiest_weight;
1948                 rem_load = div_u64(rem_load, busiest_h_load + 1);
1949
1950                 moved_load = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1951                                 rem_load, sd, idle, all_pinned, this_best_prio,
1952                                 busiest_cfs_rq);
1953
1954                 if (!moved_load)
1955                         continue;
1956
1957                 moved_load *= busiest_h_load;
1958                 moved_load = div_u64(moved_load, busiest_weight + 1);
1959
1960                 rem_load_move -= moved_load;
1961                 if (rem_load_move < 0)
1962                         break;
1963         }
1964         rcu_read_unlock();
1965
1966         return max_load_move - rem_load_move;
1967 }
1968 #else
1969 static unsigned long
1970 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1971                   unsigned long max_load_move,
1972                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1973                   int *all_pinned, int *this_best_prio)
1974 {
1975         return balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
1976                         max_load_move, sd, idle, all_pinned,
1977                         this_best_prio, &busiest->cfs);
1978 }
1979 #endif
1980
1981 /*
1982  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
1983  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
1984  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
1985  *
1986  * Called with both runqueues locked.
1987  */
1988 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1989                       unsigned long max_load_move,
1990                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1991                       int *all_pinned)
1992 {
1993         unsigned long total_load_moved = 0, load_moved;
1994         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
1995
1996         do {
1997                 load_moved = load_balance_fair(this_rq, this_cpu, busiest,
1998                                 max_load_move - total_load_moved,
1999                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
2000
2001                 total_load_moved += load_moved;
2002
2003 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2004                 /*
2005                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
2006                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
2007                  * the critical section.
2008                  */
2009                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
2010                         break;
2011
2012                 if (raw_spin_is_contended(&this_rq->lock) ||
2013                                 raw_spin_is_contended(&busiest->lock))
2014                         break;
2015 #endif
2016         } while (load_moved && max_load_move > total_load_moved);
2017
2018         return total_load_moved > 0;
2019 }
2020
2021 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
2022 /*
2023  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
2024  *              during load balancing.
2025  */
2026 struct sd_lb_stats {
2027         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
2028         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
2029         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
2030         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
2031         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
2032
2033         /** Statistics of this group */
2034         unsigned long this_load;
2035         unsigned long this_load_per_task;
2036         unsigned long this_nr_running;
2037         unsigned long this_has_capacity;
2038
2039         /* Statistics of the busiest group */
2040         unsigned long max_load;
2041         unsigned long busiest_load_per_task;
2042         unsigned long busiest_nr_running;
2043         unsigned long busiest_group_capacity;
2044         unsigned long busiest_has_capacity;
2045
2046         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
2047 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2048         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
2049         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
2050         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
2051         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
2052         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
2053         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
2054 #endif
2055 };
2056
2057 /*
2058  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
2059  */
2060 struct sg_lb_stats {
2061         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
2062         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
2063         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
2064         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
2065         unsigned long group_capacity;
2066         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
2067         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
2068 };
2069
2070 /**
2071  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
2072  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
2073  */
2074 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
2075 {
2076         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
2077 }
2078
2079 /**
2080  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
2081  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
2082  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
2083  */
2084 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
2085                                         enum cpu_idle_type idle)
2086 {
2087         int load_idx;
2088
2089         switch (idle) {
2090         case CPU_NOT_IDLE:
2091                 load_idx = sd->busy_idx;
2092                 break;
2093
2094         case CPU_NEWLY_IDLE:
2095                 load_idx = sd->newidle_idx;
2096                 break;
2097         default:
2098                 load_idx = sd->idle_idx;
2099                 break;
2100         }
2101
2102         return load_idx;
2103 }
2104
2105
2106 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2107 /**
2108  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
2109  * the given sched_domain, during load balancing.
2110  *
2111  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
2112  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
2113  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
2114  */
2115 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2116         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2117 {
2118         /*
2119          * Busy processors will not participate in power savings
2120          * balance.
2121          */
2122         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2123                 sds->power_savings_balance = 0;
2124         else {
2125                 sds->power_savings_balance = 1;
2126                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
2127                 sds->leader_nr_running = 0;
2128         }
2129 }
2130
2131 /**
2132  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
2133  * sched_domain while performing load balancing.
2134  *
2135  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
2136  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2137  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
2138  *              load balancing ?
2139  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
2140  */
2141 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
2142         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
2143 {
2144
2145         if (!sds->power_savings_balance)
2146                 return;
2147
2148         /*
2149          * If the local group is idle or completely loaded
2150          * no need to do power savings balance at this domain
2151          */
2152         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2153                                 !sds->this_nr_running))
2154                 sds->power_savings_balance = 0;
2155
2156         /*
2157          * If a group is already running at full capacity or idle,
2158          * don't include that group in power savings calculations
2159          */
2160         if (!sds->power_savings_balance ||
2161                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
2162                 !sgs->sum_nr_running)
2163                 return;
2164
2165         /*
2166          * Calculate the group which has the least non-idle load.
2167          * This is the group from where we need to pick up the load
2168          * for saving power
2169          */
2170         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
2171             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
2172              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
2173                 sds->group_min = group;
2174                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2175                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
2176                                                 sgs->sum_nr_running;
2177         }
2178
2179         /*
2180          * Calculate the group which is almost near its
2181          * capacity but still has some space to pick up some load
2182          * from other group and save more power
2183          */
2184         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
2185                 return;
2186
2187         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
2188             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
2189              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
2190                 sds->group_leader = group;
2191                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
2192         }
2193 }
2194
2195 /**
2196  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
2197  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
2198  *      under consideration.
2199  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
2200  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2201  *
2202  * Description:
2203  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
2204  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
2205  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
2206  *
2207  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
2208  * Else returns 0.
2209  */
2210 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2211                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2212 {
2213         if (!sds->power_savings_balance)
2214                 return 0;
2215
2216         if (sds->this != sds->group_leader ||
2217                         sds->group_leader == sds->group_min)
2218                 return 0;
2219
2220         *imbalance = sds->min_load_per_task;
2221         sds->busiest = sds->group_min;
2222
2223         return 1;
2224
2225 }
2226 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2227 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
2228         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
2229 {
2230         return;
2231 }
2232
2233 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
2234         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
2235 {
2236         return;
2237 }
2238
2239 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
2240                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2241 {
2242         return 0;
2243 }
2244 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
2245
2246
2247 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2248 {
2249         return SCHED_LOAD_SCALE;
2250 }
2251
2252 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2253 {
2254         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
2255 }
2256
2257 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2258 {
2259         unsigned long weight = sd->span_weight;
2260         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
2261
2262         smt_gain /= weight;
2263
2264         return smt_gain;
2265 }
2266
2267 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2268 {
2269         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
2270 }
2271
2272 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
2273 {
2274         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2275         u64 total, available;
2276
2277         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
2278
2279         if (unlikely(total < rq->rt_avg)) {
2280                 /* Ensures that power won't end up being negative */
2281                 available = 0;
2282         } else {
2283                 available = total - rq->rt_avg;
2284         }
2285
2286         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
2287                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
2288
2289         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2290
2291         return div_u64(available, total);
2292 }
2293
2294 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2295 {
2296         unsigned long weight = sd->span_weight;
2297         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
2298         struct sched_group *sdg = sd->groups;
2299
2300         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
2301                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
2302                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
2303                 else
2304                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
2305
2306                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2307         }
2308
2309         sdg->cpu_power_orig = power;
2310
2311         if (sched_feat(ARCH_POWER))
2312                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
2313         else
2314                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
2315
2316         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2317
2318         power *= scale_rt_power(cpu);
2319         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
2320
2321         if (!power)
2322                 power = 1;
2323
2324         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
2325         sdg->cpu_power = power;
2326 }
2327
2328 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
2329 {
2330         struct sched_domain *child = sd->child;
2331         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
2332         unsigned long power;
2333
2334         if (!child) {
2335                 update_cpu_power(sd, cpu);
2336                 return;
2337         }
2338
2339         power = 0;
2340
2341         group = child->groups;
2342         do {
2343                 power += group->cpu_power;
2344                 group = group->next;
2345         } while (group != child->groups);
2346
2347         sdg->cpu_power = power;
2348 }
2349
2350 /*
2351  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
2352  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
2353  * which on its own isn't powerful enough.
2354  *
2355  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
2356  */
2357 static inline int
2358 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
2359 {
2360         /*
2361          * Only siblings can have significantly less than SCHED_LOAD_SCALE
2362          */
2363         if (sd->level != SD_LV_SIBLING)
2364                 return 0;
2365
2366         /*
2367          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
2368          */
2369         if (group->cpu_power * 32 > group->cpu_power_orig * 29)
2370                 return 1;
2371
2372         return 0;
2373 }
2374
2375 /**
2376  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2377  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
2378  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
2379  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2380  * @idle: Idle status of this_cpu
2381  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
2382  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
2383  * @local_group: Does group contain this_cpu.
2384  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2385  * @balance: Should we balance.
2386  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
2387  */
2388 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
2389                         struct sched_group *group, int this_cpu,
2390                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
2391                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
2392                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
2393 {
2394         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load, max_nr_running;
2395         int i;
2396         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
2397         unsigned long avg_load_per_task = 0;
2398
2399         if (local_group)
2400                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
2401
2402         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2403         max_cpu_load = 0;
2404         min_cpu_load = ~0UL;
2405         max_nr_running = 0;
2406
2407         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
2408                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
2409
2410                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
2411                         *sd_idle = 0;
2412
2413                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2414                 if (local_group) {
2415                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
2416                                 first_idle_cpu = 1;
2417                                 balance_cpu = i;
2418                         }
2419
2420                         load = target_load(i, load_idx);
2421                 } else {
2422                         load = source_load(i, load_idx);
2423                         if (load > max_cpu_load) {
2424                                 max_cpu_load = load;
2425                                 max_nr_running = rq->nr_running;
2426                         }
2427                         if (min_cpu_load > load)
2428                                 min_cpu_load = load;
2429                 }
2430
2431                 sgs->group_load += load;
2432                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
2433                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
2434
2435         }
2436
2437         /*
2438          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
2439          * is eligible for doing load balancing at this and above
2440          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
2441          * to do the newly idle load balance.
2442          */
2443         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group) {
2444                 if (balance_cpu != this_cpu) {
2445                         *balance = 0;
2446                         return;
2447                 }
2448                 update_group_power(sd, this_cpu);
2449         }
2450
2451         /* Adjust by relative CPU power of the group */
2452         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
2453
2454         /*
2455          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
2456          * than the average weight of two tasks.
2457          *
2458          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
2459          *      might not be a suitable number - should we keep a
2460          *      normalized nr_running number somewhere that negates
2461          *      the hierarchy?
2462          */
2463         if (sgs->sum_nr_running)
2464                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
2465
2466         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task && max_nr_running > 1)
2467                 sgs->group_imb = 1;
2468
2469         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
2470         if (!sgs->group_capacity)
2471                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(sd, group);
2472
2473         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
2474                 sgs->group_has_capacity = 1;
2475 }
2476
2477 /**
2478  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
2479  * @sd: sched_domain whose statistics are to be checked
2480  * @sds: sched_domain statistics
2481  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
2482  * @sgs: sched_group statistics
2483  * @this_cpu: the current cpu
2484  *
2485  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
2486  * busiest group.
2487  */
2488 static bool update_sd_pick_busiest(struct sched_domain *sd,
2489                                    struct sd_lb_stats *sds,
2490                                    struct sched_group *sg,
2491                                    struct sg_lb_stats *sgs,
2492                                    int this_cpu)
2493 {
2494         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
2495                 return false;
2496
2497         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
2498                 return true;
2499
2500         if (sgs->group_imb)
2501                 return true;
2502
2503         /*
2504          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
2505          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
2506          * higher than ourself as busy.
2507          */
2508         if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
2509             this_cpu < group_first_cpu(sg)) {
2510                 if (!sds->busiest)
2511                         return true;
2512
2513                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
2514                         return true;
2515         }
2516
2517         return false;
2518 }
2519
2520 /**
2521  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
2522  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
2523  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
2524  * @idle: Idle status of this_cpu
2525  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing sg.
2526  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
2527  * @balance: Should we balance.
2528  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
2529  */
2530 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2531                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
2532                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
2533                         struct sd_lb_stats *sds)
2534 {
2535         struct sched_domain *child = sd->child;
2536         struct sched_group *sg = sd->groups;
2537         struct sg_lb_stats sgs;
2538         int load_idx, prefer_sibling = 0;
2539
2540         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
2541                 prefer_sibling = 1;
2542
2543         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
2544         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
2545
2546         do {
2547                 int local_group;
2548
2549                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_group_cpus(sg));
2550                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
2551                 update_sg_lb_stats(sd, sg, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
2552                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
2553
2554                 if (local_group && !(*balance))
2555                         return;
2556
2557                 sds->total_load += sgs.group_load;
2558                 sds->total_pwr += sg->cpu_power;
2559
2560                 /*
2561                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
2562                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
2563                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
2564                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
2565                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
2566                  * extra check prevents the case where you always pull from the
2567                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
2568                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
2569                  */
2570                 if (prefer_sibling && !local_group && sds->this_has_capacity)
2571                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
2572
2573                 if (local_group) {
2574                         sds->this_load = sgs.avg_load;
2575                         sds->this = sg;
2576                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2577                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2578                         sds->this_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
2579                 } else if (update_sd_pick_busiest(sd, sds, sg, &sgs, this_cpu)) {
2580                         sds->max_load = sgs.avg_load;
2581                         sds->busiest = sg;
2582                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
2583                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
2584                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
2585                         sds->busiest_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
2586                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
2587                 }
2588
2589                 update_sd_power_savings_stats(sg, sds, local_group, &sgs);
2590                 sg = sg->next;
2591         } while (sg != sd->groups);
2592 }
2593
2594 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
2595 {
2596        return 0*SD_ASYM_PACKING;
2597 }
2598
2599 /**
2600  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
2601  *                      sched doman.
2602  *
2603  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
2604  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
2605  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
2606  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
2607  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
2608  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
2609  *
2610  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
2611  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
2612  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
2613  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
2614  * number.
2615  *
2616  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
2617  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
2618  *
2619  * @sd: The sched_domain whose packing is to be checked.
2620  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
2621  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
2622  * @imbalance: returns amount of imbalanced due to packing.
2623  */
2624 static int check_asym_packing(struct sched_domain *sd,
2625                               struct sd_lb_stats *sds,
2626                               int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2627 {
2628         int busiest_cpu;
2629
2630         if (!(sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
2631                 return 0;
2632
2633         if (!sds->busiest)
2634                 return 0;
2635
2636         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
2637         if (this_cpu > busiest_cpu)
2638                 return 0;
2639
2640         *imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(sds->max_load * sds->busiest->cpu_power,
2641                                        SCHED_LOAD_SCALE);
2642         return 1;
2643 }
2644
2645 /**
2646  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
2647  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
2648  *                      load balancing.
2649  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2650  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
2651  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
2652  */
2653 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
2654                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
2655 {
2656         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
2657         unsigned int imbn = 2;
2658         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
2659
2660         if (sds->this_nr_running) {
2661                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
2662                 if (sds->busiest_load_per_task >
2663                                 sds->this_load_per_task)
2664                         imbn = 1;
2665         } else
2666                 sds->this_load_per_task =
2667                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2668
2669         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
2670                                                  * SCHED_LOAD_SCALE;
2671         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->cpu_power;
2672
2673         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
2674                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
2675                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2676                 return;
2677         }
2678
2679         /*
2680          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
2681          * however we may be able to increase total CPU power used by
2682          * moving them.
2683          */
2684
2685         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
2686                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
2687         pwr_now += sds->this->cpu_power *
2688                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
2689         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
2690
2691         /* Amount of load we'd subtract */
2692         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2693                 sds->busiest->cpu_power;
2694         if (sds->max_load > tmp)
2695                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
2696                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
2697
2698         /* Amount of load we'd add */
2699         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
2700                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
2701                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
2702                         sds->this->cpu_power;
2703         else
2704                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
2705                         sds->this->cpu_power;
2706         pwr_move += sds->this->cpu_power *
2707                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
2708         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
2709
2710         /* Move if we gain throughput */
2711         if (pwr_move > pwr_now)
2712                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
2713 }
2714
2715 /**
2716  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
2717  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
2718  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
2719  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
2720  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
2721  */
2722 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
2723                 unsigned long *imbalance)
2724 {
2725         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
2726
2727         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
2728         if (sds->group_imb) {
2729                 sds->busiest_load_per_task =
2730                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
2731         }
2732
2733         /*
2734          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
2735          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
2736          * its cpu_power, while calculating max_load..)
2737          */
2738         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
2739                 *imbalance = 0;
2740                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2741         }
2742
2743         if (!sds->group_imb) {
2744                 /*
2745                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
2746                  */
2747                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
2748                                                 sds->busiest_group_capacity);
2749
2750                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_LOAD_SCALE);
2751
2752                 load_above_capacity /= sds->busiest->cpu_power;
2753         }
2754
2755         /*
2756          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
2757          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
2758          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
2759          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
2760          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
2761          * for the minimum possible imbalance.
2762          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
2763          * with unsigned longs.
2764          */
2765         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
2766
2767         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
2768         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
2769                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
2770                         / SCHED_LOAD_SCALE;
2771
2772         /*
2773          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
2774          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
2775          * a think about bumping its value to force at least one task to be
2776          * moved
2777          */
2778         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
2779                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
2780
2781 }
2782
2783 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
2784
2785 /**
2786  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
2787  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
2788  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
2789  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
2790  * such a group exists.
2791  *
2792  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
2793  * to restore balance.
2794  *
2795  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
2796  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
2797  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
2798  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
2799  * @idle: The idle status of this_cpu.
2800  * @sd_idle: The idleness of sd
2801  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
2802  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
2803  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
2804  *
2805  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
2806  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
2807  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
2808  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
2809  */
2810 static struct sched_group *
2811 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2812                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
2813                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
2814 {
2815         struct sd_lb_stats sds;
2816
2817         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
2818
2819         /*
2820          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
2821          * this level.
2822          */
2823         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
2824                                         balance, &sds);
2825
2826         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
2827         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
2828          *    at this level.
2829          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
2830          * 3) This group is the busiest group.
2831          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
2832          *    sched_domain.
2833          * 5) The imbalance is within the specified limit.
2834          *
2835          * Note: when doing newidle balance, if the local group has excess
2836          * capacity (i.e. nr_running < group_capacity) and the busiest group
2837          * does not have any capacity, we force a load balance to pull tasks
2838          * to the local group. In this case, we skip past checks 3, 4 and 5.
2839          */
2840         if (!(*balance))
2841                 goto ret;
2842
2843         if ((idle == CPU_IDLE || idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
2844             check_asym_packing(sd, &sds, this_cpu, imbalance))
2845                 return sds.busiest;
2846
2847         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
2848                 goto out_balanced;
2849
2850         /*  SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
2851         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && sds.this_has_capacity &&
2852                         !sds.busiest_has_capacity)
2853                 goto force_balance;
2854
2855         if (sds.this_load >= sds.max_load)
2856                 goto out_balanced;
2857
2858         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
2859
2860         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
2861                 goto out_balanced;
2862
2863         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
2864                 goto out_balanced;
2865
2866 force_balance:
2867         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
2868         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
2869         return sds.busiest;
2870
2871 out_balanced:
2872         /*
2873          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
2874          * to save power.
2875          */
2876         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
2877                 return sds.busiest;
2878 ret:
2879         *imbalance = 0;
2880         return NULL;
2881 }
2882
2883 /*
2884  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
2885  */
2886 static struct rq *
2887 find_busiest_queue(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group,
2888                    enum cpu_idle_type idle, unsigned long imbalance,
2889                    const struct cpumask *cpus)
2890 {
2891         struct rq *busiest = NULL, *rq;
2892         unsigned long max_load = 0;
2893         int i;
2894
2895         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2896                 unsigned long power = power_of(i);
2897                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
2898                 unsigned long wl;
2899
2900                 if (!capacity)
2901                         capacity = fix_small_capacity(sd, group);
2902
2903                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
2904                         continue;
2905
2906                 rq = cpu_rq(i);
2907                 wl = weighted_cpuload(i);
2908
2909                 /*
2910                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
2911                  * which is not scaled with the cpu power.
2912                  */
2913                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
2914                         continue;
2915
2916                 /*
2917                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
2918                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
2919                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
2920                  * running at a lower capacity.
2921                  */
2922                 wl = (wl * SCHED_LOAD_SCALE) / power;
2923
2924                 if (wl > max_load) {
2925                         max_load = wl;
2926                         busiest = rq;
2927                 }
2928         }
2929
2930         return busiest;
2931 }
2932
2933 /*
2934  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
2935  * so long as it is large enough.
2936  */
2937 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
2938
2939 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
2940 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
2941
2942 static int need_active_balance(struct sched_domain *sd, int sd_idle, int idle,
2943                                int busiest_cpu, int this_cpu)
2944 {
2945         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
2946
2947                 /*
2948                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
2949                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
2950                  * lowest numbered CPUs.
2951                  */
2952                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && busiest_cpu > this_cpu)
2953                         return 1;
2954
2955                 /*
2956                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
2957                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
2958                  * package.
2959                  *
2960                  * The package power saving logic comes from
2961                  * find_busiest_group(). If there are no imbalance, then
2962                  * f_b_g() will return NULL. However when sched_mc={1,2} then
2963                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
2964                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
2965                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
2966                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
2967                  * action will be taken in load_balance_newidle().
2968                  *
2969                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
2970                  * will be more than one task in the source run queue and
2971                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
2972                  * active balance code will not be triggered.
2973                  */
2974                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
2975                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2976                         return 0;
2977
2978                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
2979                         return 0;
2980         }
2981
2982         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
2983 }
2984
2985 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
2986
2987 /*
2988  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
2989  * tasks if there is an imbalance.
2990  */
2991 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
2992                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2993                         int *balance)
2994 {
2995         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
2996         struct sched_group *group;
2997         unsigned long imbalance;
2998         struct rq *busiest;
2999         unsigned long flags;
3000         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
3001
3002         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
3003
3004         /*
3005          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3006          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3007          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
3008          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3009          */
3010         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3011             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3012                 sd_idle = 1;
3013
3014         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
3015
3016 redo:
3017         update_shares(sd);
3018         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
3019                                    cpus, balance);
3020
3021         if (*balance == 0)
3022                 goto out_balanced;
3023
3024         if (!group) {
3025                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
3026                 goto out_balanced;
3027         }
3028
3029         busiest = find_busiest_queue(sd, group, idle, imbalance, cpus);
3030         if (!busiest) {
3031                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
3032                 goto out_balanced;
3033         }
3034
3035         BUG_ON(busiest == this_rq);
3036
3037         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
3038
3039         ld_moved = 0;
3040         if (busiest->nr_running > 1) {
3041                 /*
3042                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
3043                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
3044                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
3045                  * correctly treated as an imbalance.
3046                  */
3047                 local_irq_save(flags);
3048                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
3049                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3050                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
3051                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
3052                 local_irq_restore(flags);
3053
3054                 /*
3055                  * some other cpu did the load balance for us.
3056                  */
3057                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
3058                         resched_cpu(this_cpu);
3059
3060                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
3061                 if (unlikely(all_pinned)) {
3062                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
3063                         if (!cpumask_empty(cpus))
3064                                 goto redo;
3065                         goto out_balanced;
3066                 }
3067         }
3068
3069         if (!ld_moved) {
3070                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
3071                 /*
3072                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
3073                  * We do not want newidle balance, which can be very
3074                  * frequent, pollute the failure counter causing
3075                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
3076                  */
3077                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
3078                         sd->nr_balance_failed++;
3079
3080                 if (need_active_balance(sd, sd_idle, idle, cpu_of(busiest),
3081                                         this_cpu)) {
3082                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
3083
3084                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
3085                          * if the curr task on busiest cpu can't be
3086                          * moved to this_cpu
3087                          */
3088                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
3089                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
3090                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
3091                                                             flags);
3092                                 all_pinned = 1;
3093                                 goto out_one_pinned;
3094                         }
3095
3096                         /*
3097                          * ->active_balance synchronizes accesses to
3098                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
3099                          * only after active load balance is finished.
3100                          */
3101                         if (!busiest->active_balance) {
3102                                 busiest->active_balance = 1;
3103                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
3104                                 active_balance = 1;
3105                         }
3106                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3107
3108                         if (active_balance)
3109                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
3110                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
3111                                         &busiest->active_balance_work);
3112
3113                         /*
3114                          * We've kicked active balancing, reset the failure
3115                          * counter.
3116                          */
3117                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
3118                 }
3119         } else
3120                 sd->nr_balance_failed = 0;
3121
3122         if (likely(!active_balance)) {
3123                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
3124                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
3125         } else {
3126                 /*
3127                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
3128                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
3129                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3130                  * move_tasks).
3131                  */
3132                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3133                         sd->balance_interval *= 2;
3134         }
3135
3136         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3137             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3138                 ld_moved = -1;
3139
3140         goto out;
3141
3142 out_balanced:
3143         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3144
3145         sd->nr_balance_failed = 0;
3146
3147 out_one_pinned:
3148         /* tune up the balancing interval */
3149         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3150                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3151                 sd->balance_interval *= 2;
3152
3153         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3154             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3155                 ld_moved = -1;
3156         else
3157                 ld_moved = 0;
3158 out:
3159         if (ld_moved)
3160                 update_shares(sd);
3161         return ld_moved;
3162 }
3163
3164 /*
3165  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
3166  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
3167  */
3168 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
3169 {
3170         struct sched_domain *sd;
3171         int pulled_task = 0;
3172         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
3173
3174         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
3175
3176         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
3177                 return;
3178
3179         /*
3180          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
3181          */
3182         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
3183
3184         for_each_domain(this_cpu, sd) {
3185                 unsigned long interval;
3186                 int balance = 1;
3187
3188                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3189                         continue;
3190
3191                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
3192                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
3193                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
3194                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
3195                 }
3196
3197                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
3198                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
3199                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3200                 if (pulled_task)
3201                         break;
3202         }
3203
3204         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
3205
3206         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
3207                 /*
3208                  * We are going idle. next_balance may be set based on
3209                  * a busy processor. So reset next_balance.
3210                  */
3211                 this_rq->next_balance = next_balance;
3212         }
3213 }
3214
3215 /*
3216  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
3217  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
3218  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
3219  * avoids physical / logical imbalances.
3220  */
3221 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
3222 {
3223         struct rq *busiest_rq = data;
3224         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
3225         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
3226         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
3227         struct sched_domain *sd;
3228
3229         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
3230
3231         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
3232         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
3233                      !busiest_rq->active_balance))
3234                 goto out_unlock;
3235
3236         /* Is there any task to move? */
3237         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
3238                 goto out_unlock;
3239
3240         /*
3241          * This condition is "impossible", if it occurs
3242          * we need to fix it. Originally reported by
3243          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
3244          */
3245         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
3246
3247         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
3248         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
3249
3250         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
3251         for_each_domain(target_cpu, sd) {
3252                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
3253                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
3254                                 break;
3255         }
3256
3257         if (likely(sd)) {
3258                 schedstat_inc(sd, alb_count);
3259
3260                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
3261                                   sd, CPU_IDLE))
3262                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
3263                 else
3264                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
3265         }
3266         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
3267 out_unlock:
3268         busiest_rq->active_balance = 0;
3269         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
3270         return 0;
3271 }
3272
3273 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3274
3275 static DEFINE_PER_CPU(struct call_single_data, remote_sched_softirq_cb);
3276
3277 static void trigger_sched_softirq(void *data)
3278 {
3279         raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
3280 }
3281
3282 static inline void init_sched_softirq_csd(struct call_single_data *csd)
3283 {
3284         csd->func = trigger_sched_softirq;
3285         csd->info = NULL;
3286         csd->flags = 0;
3287         csd->priv = 0;
3288 }
3289
3290 /*
3291  * idle load balancing details
3292  * - One of the idle CPUs nominates itself as idle load_balancer, while
3293  *   entering idle.
3294  * - This idle load balancer CPU will also go into tickless mode when
3295  *   it is idle, just like all other idle CPUs
3296  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
3297  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
3298  *   load balancing for all the idle CPUs.
3299  */
3300 static struct {
3301         atomic_t load_balancer;
3302         atomic_t first_pick_cpu;
3303         atomic_t second_pick_cpu;
3304         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
3305         cpumask_var_t grp_idle_mask;
3306         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
3307 } nohz ____cacheline_aligned;
3308
3309 int get_nohz_load_balancer(void)
3310 {
3311         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
3312 }
3313
3314 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3315 /**
3316  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
3317  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
3318  *              be returned.
3319  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
3320  *              for the given cpu.
3321  *
3322  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
3323  */
3324 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
3325 {
3326         struct sched_domain *sd;
3327
3328         for_each_domain(cpu, sd)
3329                 if (sd && (sd->flags & flag))
3330                         break;
3331
3332         return sd;
3333 }
3334
3335 /**
3336  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
3337  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
3338  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
3339  *              for cpu.
3340  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
3341  *
3342  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
3343  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
3344  */
3345 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
3346         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
3347                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
3348
3349 /**
3350  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
3351  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
3352  *
3353  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
3354  *
3355  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
3356  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
3357  * sched_group is semi-idle or not.
3358  */
3359 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
3360 {
3361         cpumask_and(nohz.grp_idle_mask, nohz.idle_cpus_mask,
3362                                         sched_group_cpus(ilb_group));
3363
3364         /*
3365          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
3366          * and atleast one idle cpu.
3367          */
3368         if (cpumask_empty(nohz.grp_idle_mask))
3369                 return 0;
3370
3371         if (cpumask_equal(nohz.grp_idle_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
3372                 return 0;
3373
3374         return 1;
3375 }
3376 /**
3377  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
3378  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
3379  *
3380  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
3381  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
3382  *
3383  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
3384  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
3385  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
3386  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
3387  */
3388 static int find_new_ilb(int cpu)
3389 {
3390         struct sched_domain *sd;
3391         struct sched_group *ilb_group;
3392
3393         /*
3394          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
3395          * when power-aware load balancing is enabled
3396          */
3397         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
3398                 goto out_done;
3399
3400         /*
3401          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
3402          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
3403          */
3404         if (cpumask_weight(nohz.idle_cpus_mask) < 2)
3405                 goto out_done;
3406
3407         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
3408                 ilb_group = sd->groups;
3409
3410                 do {
3411                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
3412                                 return cpumask_first(nohz.grp_idle_mask);
3413
3414                         ilb_group = ilb_group->next;
3415
3416                 } while (ilb_group != sd->groups);
3417         }
3418
3419 out_done:
3420         return nr_cpu_ids;
3421 }
3422 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
3423 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
3424 {
3425         return nr_cpu_ids;
3426 }
3427 #endif
3428
3429 /*
3430  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
3431  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
3432  * CPU (if there is one).
3433  */
3434 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
3435 {
3436         int ilb_cpu;
3437
3438         nohz.next_balance++;
3439
3440         ilb_cpu = get_nohz_load_balancer();
3441
3442         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids) {
3443                 ilb_cpu = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
3444                 if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
3445                         return;
3446         }
3447
3448         if (!cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick) {
3449                 struct call_single_data *cp;
3450
3451                 cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick = 1;
3452                 cp = &per_cpu(remote_sched_softirq_cb, cpu);
3453                 __smp_call_function_single(ilb_cpu, cp, 0);
3454         }
3455         return;
3456 }
3457
3458 /*
3459  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
3460  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
3461  * load balancing on behalf of all those cpus.
3462  *
3463  * When the ilb owner becomes busy, we will not have new ilb owner until some
3464  * idle CPU wakes up and goes back to idle or some busy CPU tries to kick
3465  * idle load balancing by kicking one of the idle CPUs.
3466  *
3467  * Ticks are stopped for the ilb owner as well, with busy CPU kicking this
3468  * ilb owner CPU in future (when there is a need for idle load balancing on
3469  * behalf of all idle CPUs).
3470  */
3471 void select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
3472 {
3473         int cpu = smp_processor_id();
3474
3475         if (stop_tick) {
3476                 if (!cpu_active(cpu)) {
3477                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
3478                                 return;
3479
3480                         /*
3481                          * If we are going offline and still the leader,
3482                          * give up!
3483                          */
3484                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
3485                                            nr_cpu_ids) != cpu)
3486                                 BUG();
3487
3488                         return;
3489                 }
3490
3491                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
3492
3493                 if (atomic_read(&nohz.first_pick_cpu) == cpu)
3494                         atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3495                 if (atomic_read(&nohz.second_pick_cpu) == cpu)
3496                         atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3497
3498                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) >= nr_cpu_ids) {
3499                         int new_ilb;
3500
3501                         /* make me the ilb owner */
3502                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids,
3503                                            cpu) != nr_cpu_ids)
3504                                 return;
3505
3506                         /*
3507                          * Check to see if there is a more power-efficient
3508                          * ilb.
3509                          */
3510                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
3511                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
3512                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids);
3513                                 resched_cpu(new_ilb);
3514                                 return;
3515                         }
3516                         return;
3517                 }
3518         } else {
3519                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
3520                         return;
3521
3522                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
3523
3524                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3525                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
3526                                            nr_cpu_ids) != cpu)
3527                                 BUG();
3528         }
3529         return;
3530 }
3531 #endif
3532
3533 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
3534
3535 /*
3536  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
3537  * and initiates a balancing operation if so.
3538  *
3539  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
3540  */
3541 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
3542 {
3543         int balance = 1;
3544         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3545         unsigned long interval;
3546         struct sched_domain *sd;
3547         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
3548         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
3549         int update_next_balance = 0;
3550         int need_serialize;
3551
3552         for_each_domain(cpu, sd) {
3553                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3554                         continue;
3555
3556                 interval = sd->balance_interval;
3557                 if (idle != CPU_IDLE)
3558                         interval *= sd->busy_factor;
3559
3560                 /* scale ms to jiffies */
3561                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
3562                 if (unlikely(!interval))
3563                         interval = 1;
3564                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
3565                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
3566
3567                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
3568
3569                 if (need_serialize) {
3570                         if (!spin_trylock(&balancing))
3571                                 goto out;
3572                 }
3573
3574                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
3575                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
3576                                 /*
3577                                  * We've pulled tasks over so either we're no
3578                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
3579                                  * not idle.
3580                                  */
3581                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
3582                         }
3583                         sd->last_balance = jiffies;
3584                 }
3585                 if (need_serialize)
3586                         spin_unlock(&balancing);
3587 out:
3588                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
3589                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3590                         update_next_balance = 1;
3591                 }
3592
3593                 /*
3594                  * Stop the load balance at this level. There is another
3595                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
3596                  * actively.
3597                  */
3598                 if (!balance)
3599                         break;
3600         }
3601
3602         /*
3603          * next_balance will be updated only when there is a need.
3604          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
3605          * updated.
3606          */
3607         if (likely(update_next_balance))
3608                 rq->next_balance = next_balance;
3609 }
3610
3611 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3612 /*
3613  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
3614  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
3615  */
3616 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
3617 {
3618         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3619         struct rq *rq;
3620         int balance_cpu;
3621
3622         if (idle != CPU_IDLE || !this_rq->nohz_balance_kick)
3623                 return;
3624
3625         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
3626                 if (balance_cpu == this_cpu)
3627                         continue;
3628
3629                 /*
3630                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
3631                  * work being done for other cpus. Next load
3632                  * balancing owner will pick it up.
3633                  */
3634                 if (need_resched()) {
3635                         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
3636                         break;
3637                 }
3638
3639                 raw_spin_lock_irq(&this_rq->lock);
3640                 update_rq_clock(this_rq);
3641                 update_cpu_load(this_rq);
3642                 raw_spin_unlock_irq(&this_rq->lock);
3643
3644                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
3645
3646                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
3647                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
3648                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
3649         }
3650         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
3651         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
3652 }
3653
3654 /*
3655  * Current heuristic for kicking the idle load balancer
3656  * - first_pick_cpu is the one of the busy CPUs. It will kick
3657  *   idle load balancer when it has more than one process active. This
3658  *   eliminates the need for idle load balancing altogether when we have
3659  *   only one running process in the system (common case).
3660  * - If there are more than one busy CPU, idle load balancer may have
3661  *   to run for active_load_balance to happen (i.e., two busy CPUs are
3662  *   SMT or core siblings and can run better if they move to different
3663  *   physical CPUs). So, second_pick_cpu is the second of the busy CPUs
3664  *   which will kick idle load balancer as soon as it has any load.
3665  */
3666 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
3667 {
3668         unsigned long now = jiffies;
3669         int ret;
3670         int first_pick_cpu, second_pick_cpu;
3671
3672         if (time_before(now, nohz.next_balance))
3673                 return 0;
3674
3675         if (rq->idle_at_tick)
3676                 return 0;
3677
3678         first_pick_cpu = atomic_read(&nohz.first_pick_cpu);
3679         second_pick_cpu = atomic_read(&nohz.second_pick_cpu);
3680
3681         if (first_pick_cpu < nr_cpu_ids && first_pick_cpu != cpu &&
3682             second_pick_cpu < nr_cpu_ids && second_pick_cpu != cpu)
3683                 return 0;
3684
3685         ret = atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
3686         if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
3687                 atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
3688                 if (rq->nr_running > 1)
3689                         return 1;
3690         } else {
3691                 ret = atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
3692                 if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
3693                         if (rq->nr_running)
3694                                 return 1;
3695                 }
3696         }
3697         return 0;
3698 }
3699 #else
3700 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
3701 #endif
3702
3703 /*
3704  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
3705  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
3706  */
3707 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
3708 {
3709         int this_cpu = smp_processor_id();
3710         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3711         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
3712                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
3713
3714         rebalance_domains(this_cpu, idle);
3715
3716         /*
3717          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
3718          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
3719          * stopped.
3720          */
3721         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
3722 }
3723
3724 static inline int on_null_domain(int cpu)
3725 {
3726         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
3727 }
3728
3729 /*
3730  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
3731  */
3732 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
3733 {
3734         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
3735         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
3736             likely(!on_null_domain(cpu)))
3737                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
3738 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3739         else if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
3740                 nohz_balancer_kick(cpu);
3741 #endif
3742 }
3743
3744 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
3745 {
3746         update_sysctl();
3747 }
3748
3749 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
3750 {
3751         update_sysctl();
3752 }
3753
3754 #else   /* CONFIG_SMP */
3755
3756 /*
3757  * on UP we do not need to balance between CPUs:
3758  */
3759 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
3760 {
3761 }
3762
3763 #endif /* CONFIG_SMP */
3764
3765 /*
3766  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
3767  */
3768 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
3769 {
3770         struct cfs_rq *cfs_rq;
3771         struct sched_entity *se = &curr->se;
3772
3773         for_each_sched_entity(se) {
3774                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3775                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
3776         }
3777 }
3778
3779 /*
3780  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
3781  *  - child not yet on the tasklist
3782  *  - preemption disabled
3783  */
3784 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
3785 {
3786         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(current);
3787         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
3788         int this_cpu = smp_processor_id();
3789         struct rq *rq = this_rq();
3790         unsigned long flags;
3791
3792         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3793
3794         update_rq_clock(rq);
3795
3796         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu)) {
3797                 rcu_read_lock();
3798                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
3799                 rcu_read_unlock();
3800         }
3801
3802         update_curr(cfs_rq);
3803
3804         if (curr)
3805                 se->vruntime = curr->vruntime;
3806         place_entity(cfs_rq, se, 1);
3807
3808         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
3809                 /*
3810                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
3811                  * 'current' within the tree based on its new key value.
3812                  */
3813                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
3814                 resched_task(rq->curr);
3815         }
3816
3817         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
3818
3819         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3820 }
3821
3822 /*
3823  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
3824  * the current task.
3825  */
3826 static void prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3827                               int oldprio, int running)
3828 {
3829         /*
3830          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
3831          * our priority decreased, or if we are not currently running on
3832          * this runqueue and our priority is higher than the current's
3833          */
3834         if (running) {
3835                 if (p->prio > oldprio)
3836                         resched_task(rq->curr);
3837         } else
3838                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3839 }
3840
3841 /*
3842  * We switched to the sched_fair class.
3843  */
3844 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p,
3845                              int running)
3846 {
3847         /*
3848          * We were most likely switched from sched_rt, so
3849          * kick off the schedule if running, otherwise just see
3850          * if we can still preempt the current task.
3851          */
3852         if (running)
3853                 resched_task(rq->curr);
3854         else
3855                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
3856 }
3857
3858 /* Account for a task changing its policy or group.
3859  *
3860  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
3861  * migrates between groups/classes.
3862  */
3863 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
3864 {
3865         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
3866
3867         for_each_sched_entity(se)
3868                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
3869 }
3870
3871 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3872 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
3873 {
3874         /*
3875          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
3876          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
3877          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
3878          * bonus in place_entity()).
3879          *
3880          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
3881          * ->vruntime to a relative base.
3882          *
3883          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
3884          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
3885          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
3886          */
3887         if (!on_rq)
3888                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
3889         set_task_rq(p, task_cpu(p));
3890         if (!on_rq)
3891                 p->se.vruntime += cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
3892 }
3893 #endif
3894
3895 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
3896 {
3897         struct sched_entity *se = &task->se;
3898         unsigned int rr_interval = 0;
3899
3900         /*
3901          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
3902          * idle runqueue:
3903          */
3904         if (rq->cfs.load.weight)
3905                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
3906
3907         return rr_interval;
3908 }
3909
3910 /*
3911  * All the scheduling class methods:
3912  */
3913 static const struct sched_class fair_sched_class = {
3914         .next                   = &idle_sched_class,
3915         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
3916         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
3917         .yield_task             = yield_task_fair,
3918
3919         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
3920
3921         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
3922         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
3923
3924 #ifdef CONFIG_SMP
3925         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
3926
3927         .rq_online              = rq_online_fair,
3928         .rq_offline             = rq_offline_fair,
3929
3930         .task_waking            = task_waking_fair,
3931 #endif
3932
3933         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
3934         .task_tick              = task_tick_fair,
3935         .task_fork              = task_fork_fair,
3936
3937         .prio_changed           = prio_changed_fair,
3938         .switched_to            = switched_to_fair,
3939
3940         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
3941
3942 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3943         .task_move_group        = task_move_group_fair,
3944 #endif
3945 };
3946
3947 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3948 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
3949 {
3950         struct cfs_rq *cfs_rq;
3951
3952         rcu_read_lock();
3953         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
3954                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
3955         rcu_read_unlock();
3956 }
3957 #endif