sched_fair: Fix a typo in the comment describing update_sd_lb_stats
[pandora-kernel.git] / kernel / sched_fair.c
1 /*
2  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
3  *
4  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
5  *
6  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
7  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
8  *
9  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
10  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
11  *
12  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
13  *  Copyright IBM Corporation, 2007
14  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
15  *
16  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
17  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
18  *
19  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
20  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra <pzijlstr@redhat.com>
21  */
22
23 #include <linux/latencytop.h>
24 #include <linux/sched.h>
25 #include <linux/cpumask.h>
26
27 /*
28  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
29  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
30  *
31  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
32  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
33  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
34  * based scheduling concepts.
35  *
36  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
37  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
38  */
39 unsigned int sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
40 unsigned int normalized_sysctl_sched_latency = 6000000ULL;
41
42 /*
43  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
44  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
45  *
46  * Options are:
47  * SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
48  * SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
49  * SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
50  */
51 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling
52         = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
53
54 /*
55  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
56  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
57  */
58 unsigned int sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
59 unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity = 750000ULL;
60
61 /*
62  * is kept at sysctl_sched_latency / sysctl_sched_min_granularity
63  */
64 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
65
66 /*
67  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
68  * parent will (try to) run first.
69  */
70 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
71
72 /*
73  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
74  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
75  *
76  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
77  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
78  * have immediate wakeup/sleep latencies.
79  */
80 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
81 unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity = 1000000UL;
82
83 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost = 500000UL;
84
85 /*
86  * The exponential sliding  window over which load is averaged for shares
87  * distribution.
88  * (default: 10msec)
89  */
90 unsigned int __read_mostly sysctl_sched_shares_window = 10000000UL;
91
92 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
93 /*
94  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
95  * each time a cfs_rq requests quota.
96  *
97  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
98  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
99  * we will always only issue the remaining available time.
100  *
101  * default: 5 msec, units: microseconds
102   */
103 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice = 5000UL;
104 #endif
105
106 static const struct sched_class fair_sched_class;
107
108 /**************************************************************
109  * CFS operations on generic schedulable entities:
110  */
111
112 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
113
114 /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
115 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
116 {
117         return cfs_rq->rq;
118 }
119
120 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
121 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
122
123 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
124 {
125 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
126         WARN_ON_ONCE(!entity_is_task(se));
127 #endif
128         return container_of(se, struct task_struct, se);
129 }
130
131 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
132 #define for_each_sched_entity(se) \
133                 for (; se; se = se->parent)
134
135 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
136 {
137         return p->se.cfs_rq;
138 }
139
140 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
141 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
142 {
143         return se->cfs_rq;
144 }
145
146 /* runqueue "owned" by this group */
147 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
148 {
149         return grp->my_q;
150 }
151
152 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
153 {
154         if (!cfs_rq->on_list) {
155                 /*
156                  * Ensure we either appear before our parent (if already
157                  * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
158                  * enqueued.  The fact that we always enqueue bottom-up
159                  * reduces this to two cases.
160                  */
161                 if (cfs_rq->tg->parent &&
162                     cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu_of(rq_of(cfs_rq))]->on_list) {
163                         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
164                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
165                 } else {
166                         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
167                                 &rq_of(cfs_rq)->leaf_cfs_rq_list);
168                 }
169
170                 cfs_rq->on_list = 1;
171         }
172 }
173
174 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
175 {
176         if (cfs_rq->on_list) {
177                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
178                 cfs_rq->on_list = 0;
179         }
180 }
181
182 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
183 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
184         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &rq->leaf_cfs_rq_list, leaf_cfs_rq_list)
185
186 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
187 static inline int
188 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
189 {
190         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
191                 return 1;
192
193         return 0;
194 }
195
196 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
197 {
198         return se->parent;
199 }
200
201 /* return depth at which a sched entity is present in the hierarchy */
202 static inline int depth_se(struct sched_entity *se)
203 {
204         int depth = 0;
205
206         for_each_sched_entity(se)
207                 depth++;
208
209         return depth;
210 }
211
212 static void
213 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
214 {
215         int se_depth, pse_depth;
216
217         /*
218          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
219          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
220          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
221          * parent.
222          */
223
224         /* First walk up until both entities are at same depth */
225         se_depth = depth_se(*se);
226         pse_depth = depth_se(*pse);
227
228         while (se_depth > pse_depth) {
229                 se_depth--;
230                 *se = parent_entity(*se);
231         }
232
233         while (pse_depth > se_depth) {
234                 pse_depth--;
235                 *pse = parent_entity(*pse);
236         }
237
238         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
239                 *se = parent_entity(*se);
240                 *pse = parent_entity(*pse);
241         }
242 }
243
244 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
245
246 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
247 {
248         return container_of(se, struct task_struct, se);
249 }
250
251 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
252 {
253         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
254 }
255
256 #define entity_is_task(se)      1
257
258 #define for_each_sched_entity(se) \
259                 for (; se; se = NULL)
260
261 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
262 {
263         return &task_rq(p)->cfs;
264 }
265
266 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
267 {
268         struct task_struct *p = task_of(se);
269         struct rq *rq = task_rq(p);
270
271         return &rq->cfs;
272 }
273
274 /* runqueue "owned" by this group */
275 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
276 {
277         return NULL;
278 }
279
280 static inline void list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
281 {
282 }
283
284 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
285 {
286 }
287
288 #define for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) \
289                 for (cfs_rq = &rq->cfs; cfs_rq; cfs_rq = NULL)
290
291 static inline int
292 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
293 {
294         return 1;
295 }
296
297 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
298 {
299         return NULL;
300 }
301
302 static inline void
303 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
304 {
305 }
306
307 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
308
309 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
310                                    unsigned long delta_exec);
311
312 /**************************************************************
313  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
314  */
315
316 static inline u64 max_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
317 {
318         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
319         if (delta > 0)
320                 min_vruntime = vruntime;
321
322         return min_vruntime;
323 }
324
325 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
326 {
327         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
328         if (delta < 0)
329                 min_vruntime = vruntime;
330
331         return min_vruntime;
332 }
333
334 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
335                                 struct sched_entity *b)
336 {
337         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
338 }
339
340 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
341 {
342         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
343
344         if (cfs_rq->curr)
345                 vruntime = cfs_rq->curr->vruntime;
346
347         if (cfs_rq->rb_leftmost) {
348                 struct sched_entity *se = rb_entry(cfs_rq->rb_leftmost,
349                                                    struct sched_entity,
350                                                    run_node);
351
352                 if (!cfs_rq->curr)
353                         vruntime = se->vruntime;
354                 else
355                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
356         }
357
358         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
359 #ifndef CONFIG_64BIT
360         smp_wmb();
361         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
362 #endif
363 }
364
365 /*
366  * Enqueue an entity into the rb-tree:
367  */
368 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
369 {
370         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_node;
371         struct rb_node *parent = NULL;
372         struct sched_entity *entry;
373         int leftmost = 1;
374
375         /*
376          * Find the right place in the rbtree:
377          */
378         while (*link) {
379                 parent = *link;
380                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
381                 /*
382                  * We dont care about collisions. Nodes with
383                  * the same key stay together.
384                  */
385                 if (entity_before(se, entry)) {
386                         link = &parent->rb_left;
387                 } else {
388                         link = &parent->rb_right;
389                         leftmost = 0;
390                 }
391         }
392
393         /*
394          * Maintain a cache of leftmost tree entries (it is frequently
395          * used):
396          */
397         if (leftmost)
398                 cfs_rq->rb_leftmost = &se->run_node;
399
400         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
401         rb_insert_color(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
402 }
403
404 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
405 {
406         if (cfs_rq->rb_leftmost == &se->run_node) {
407                 struct rb_node *next_node;
408
409                 next_node = rb_next(&se->run_node);
410                 cfs_rq->rb_leftmost = next_node;
411         }
412
413         rb_erase(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
414 }
415
416 static struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
417 {
418         struct rb_node *left = cfs_rq->rb_leftmost;
419
420         if (!left)
421                 return NULL;
422
423         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
424 }
425
426 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
427 {
428         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
429
430         if (!next)
431                 return NULL;
432
433         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
434 }
435
436 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
437 static struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
438 {
439         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline);
440
441         if (!last)
442                 return NULL;
443
444         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
445 }
446
447 /**************************************************************
448  * Scheduling class statistics methods:
449  */
450
451 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
452                 void __user *buffer, size_t *lenp,
453                 loff_t *ppos)
454 {
455         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
456         int factor = get_update_sysctl_factor();
457
458         if (ret || !write)
459                 return ret;
460
461         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
462                                         sysctl_sched_min_granularity);
463
464 #define WRT_SYSCTL(name) \
465         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
466         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
467         WRT_SYSCTL(sched_latency);
468         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
469 #undef WRT_SYSCTL
470
471         return 0;
472 }
473 #endif
474
475 /*
476  * delta /= w
477  */
478 static inline unsigned long
479 calc_delta_fair(unsigned long delta, struct sched_entity *se)
480 {
481         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
482                 delta = calc_delta_mine(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
483
484         return delta;
485 }
486
487 /*
488  * The idea is to set a period in which each task runs once.
489  *
490  * When there are too many tasks (sysctl_sched_nr_latency) we have to stretch
491  * this period because otherwise the slices get too small.
492  *
493  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
494  */
495 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
496 {
497         u64 period = sysctl_sched_latency;
498         unsigned long nr_latency = sched_nr_latency;
499
500         if (unlikely(nr_running > nr_latency)) {
501                 period = sysctl_sched_min_granularity;
502                 period *= nr_running;
503         }
504
505         return period;
506 }
507
508 /*
509  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
510  * proportional to the weight.
511  *
512  * s = p*P[w/rw]
513  */
514 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
515 {
516         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
517
518         for_each_sched_entity(se) {
519                 struct load_weight *load;
520                 struct load_weight lw;
521
522                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
523                 load = &cfs_rq->load;
524
525                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
526                         lw = cfs_rq->load;
527
528                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
529                         load = &lw;
530                 }
531                 slice = calc_delta_mine(slice, se->load.weight, load);
532         }
533         return slice;
534 }
535
536 /*
537  * We calculate the vruntime slice of a to be inserted task
538  *
539  * vs = s/w
540  */
541 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
542 {
543         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
544 }
545
546 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update);
547 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq);
548
549 /*
550  * Update the current task's runtime statistics. Skip current tasks that
551  * are not in our scheduling class.
552  */
553 static inline void
554 __update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr,
555               unsigned long delta_exec)
556 {
557         unsigned long delta_exec_weighted;
558
559         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
560                       max((u64)delta_exec, curr->statistics.exec_max));
561
562         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
563         schedstat_add(cfs_rq, exec_clock, delta_exec);
564         delta_exec_weighted = calc_delta_fair(delta_exec, curr);
565
566         curr->vruntime += delta_exec_weighted;
567         update_min_vruntime(cfs_rq);
568
569 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
570         cfs_rq->load_unacc_exec_time += delta_exec;
571 #endif
572 }
573
574 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
575 {
576         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
577         u64 now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
578         unsigned long delta_exec;
579
580         if (unlikely(!curr))
581                 return;
582
583         /*
584          * Get the amount of time the current task was running
585          * since the last time we changed load (this cannot
586          * overflow on 32 bits):
587          */
588         delta_exec = (unsigned long)(now - curr->exec_start);
589         if (!delta_exec)
590                 return;
591
592         __update_curr(cfs_rq, curr, delta_exec);
593         curr->exec_start = now;
594
595         if (entity_is_task(curr)) {
596                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
597
598                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
599                 cpuacct_charge(curtask, delta_exec);
600                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
601         }
602
603         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
604 }
605
606 static inline void
607 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
608 {
609         schedstat_set(se->statistics.wait_start, rq_of(cfs_rq)->clock);
610 }
611
612 /*
613  * Task is being enqueued - update stats:
614  */
615 static void update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
616 {
617         /*
618          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
619          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
620          */
621         if (se != cfs_rq->curr)
622                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
623 }
624
625 static void
626 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
627 {
628         schedstat_set(se->statistics.wait_max, max(se->statistics.wait_max,
629                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start));
630         schedstat_set(se->statistics.wait_count, se->statistics.wait_count + 1);
631         schedstat_set(se->statistics.wait_sum, se->statistics.wait_sum +
632                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
633 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
634         if (entity_is_task(se)) {
635                 trace_sched_stat_wait(task_of(se),
636                         rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.wait_start);
637         }
638 #endif
639         schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
640 }
641
642 static inline void
643 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
644 {
645         /*
646          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
647          * waiting task:
648          */
649         if (se != cfs_rq->curr)
650                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
651 }
652
653 /*
654  * We are picking a new current task - update its stats:
655  */
656 static inline void
657 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
658 {
659         /*
660          * We are starting a new run period:
661          */
662         se->exec_start = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
663 }
664
665 /**************************************************
666  * Scheduling class queueing methods:
667  */
668
669 #if defined CONFIG_SMP && defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
670 static void
671 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
672 {
673         cfs_rq->task_weight += weight;
674 }
675 #else
676 static inline void
677 add_cfs_task_weight(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long weight)
678 {
679 }
680 #endif
681
682 static void
683 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
684 {
685         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
686         if (!parent_entity(se))
687                 inc_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
688         if (entity_is_task(se)) {
689                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, se->load.weight);
690                 list_add(&se->group_node, &cfs_rq->tasks);
691         }
692         cfs_rq->nr_running++;
693 }
694
695 static void
696 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
697 {
698         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
699         if (!parent_entity(se))
700                 dec_cpu_load(rq_of(cfs_rq), se->load.weight);
701         if (entity_is_task(se)) {
702                 add_cfs_task_weight(cfs_rq, -se->load.weight);
703                 list_del_init(&se->group_node);
704         }
705         cfs_rq->nr_running--;
706 }
707
708 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
709 /* we need this in update_cfs_load and load-balance functions below */
710 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
711 # ifdef CONFIG_SMP
712 static void update_cfs_rq_load_contribution(struct cfs_rq *cfs_rq,
713                                             int global_update)
714 {
715         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
716         long load_avg;
717
718         load_avg = div64_u64(cfs_rq->load_avg, cfs_rq->load_period+1);
719         load_avg -= cfs_rq->load_contribution;
720
721         if (global_update || abs(load_avg) > cfs_rq->load_contribution / 8) {
722                 atomic_add(load_avg, &tg->load_weight);
723                 cfs_rq->load_contribution += load_avg;
724         }
725 }
726
727 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
728 {
729         u64 period = sysctl_sched_shares_window;
730         u64 now, delta;
731         unsigned long load = cfs_rq->load.weight;
732
733         if (cfs_rq->tg == &root_task_group || throttled_hierarchy(cfs_rq))
734                 return;
735
736         now = rq_of(cfs_rq)->clock_task;
737         delta = now - cfs_rq->load_stamp;
738
739         /* truncate load history at 4 idle periods */
740         if (cfs_rq->load_stamp > cfs_rq->load_last &&
741             now - cfs_rq->load_last > 4 * period) {
742                 cfs_rq->load_period = 0;
743                 cfs_rq->load_avg = 0;
744                 delta = period - 1;
745         }
746
747         cfs_rq->load_stamp = now;
748         cfs_rq->load_unacc_exec_time = 0;
749         cfs_rq->load_period += delta;
750         if (load) {
751                 cfs_rq->load_last = now;
752                 cfs_rq->load_avg += delta * load;
753         }
754
755         /* consider updating load contribution on each fold or truncate */
756         if (global_update || cfs_rq->load_period > period
757             || !cfs_rq->load_period)
758                 update_cfs_rq_load_contribution(cfs_rq, global_update);
759
760         while (cfs_rq->load_period > period) {
761                 /*
762                  * Inline assembly required to prevent the compiler
763                  * optimising this loop into a divmod call.
764                  * See __iter_div_u64_rem() for another example of this.
765                  */
766                 asm("" : "+rm" (cfs_rq->load_period));
767                 cfs_rq->load_period /= 2;
768                 cfs_rq->load_avg /= 2;
769         }
770
771         if (!cfs_rq->curr && !cfs_rq->nr_running && !cfs_rq->load_avg)
772                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
773 }
774
775 static inline long calc_tg_weight(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq)
776 {
777         long tg_weight;
778
779         /*
780          * Use this CPU's actual weight instead of the last load_contribution
781          * to gain a more accurate current total weight. See
782          * update_cfs_rq_load_contribution().
783          */
784         tg_weight = atomic_read(&tg->load_weight);
785         tg_weight -= cfs_rq->load_contribution;
786         tg_weight += cfs_rq->load.weight;
787
788         return tg_weight;
789 }
790
791 static long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
792 {
793         long tg_weight, load, shares;
794
795         tg_weight = calc_tg_weight(tg, cfs_rq);
796         load = cfs_rq->load.weight;
797
798         shares = (tg->shares * load);
799         if (tg_weight)
800                 shares /= tg_weight;
801
802         if (shares < MIN_SHARES)
803                 shares = MIN_SHARES;
804         if (shares > tg->shares)
805                 shares = tg->shares;
806
807         return shares;
808 }
809
810 static void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
811 {
812         if (cfs_rq->load_unacc_exec_time > sysctl_sched_shares_window) {
813                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
814                 update_cfs_shares(cfs_rq);
815         }
816 }
817 # else /* CONFIG_SMP */
818 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
819 {
820 }
821
822 static inline long calc_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_group *tg)
823 {
824         return tg->shares;
825 }
826
827 static inline void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
828 {
829 }
830 # endif /* CONFIG_SMP */
831 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
832                             unsigned long weight)
833 {
834         if (se->on_rq) {
835                 /* commit outstanding execution time */
836                 if (cfs_rq->curr == se)
837                         update_curr(cfs_rq);
838                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
839         }
840
841         update_load_set(&se->load, weight);
842
843         if (se->on_rq)
844                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
845 }
846
847 static void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
848 {
849         struct task_group *tg;
850         struct sched_entity *se;
851         long shares;
852
853         tg = cfs_rq->tg;
854         se = tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
855         if (!se || throttled_hierarchy(cfs_rq))
856                 return;
857 #ifndef CONFIG_SMP
858         if (likely(se->load.weight == tg->shares))
859                 return;
860 #endif
861         shares = calc_cfs_shares(cfs_rq, tg);
862
863         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
864 }
865 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
866 static void update_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, int global_update)
867 {
868 }
869
870 static inline void update_cfs_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
871 {
872 }
873
874 static inline void update_entity_shares_tick(struct cfs_rq *cfs_rq)
875 {
876 }
877 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
878
879 static void enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
880 {
881 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
882         struct task_struct *tsk = NULL;
883
884         if (entity_is_task(se))
885                 tsk = task_of(se);
886
887         if (se->statistics.sleep_start) {
888                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.sleep_start;
889
890                 if ((s64)delta < 0)
891                         delta = 0;
892
893                 if (unlikely(delta > se->statistics.sleep_max))
894                         se->statistics.sleep_max = delta;
895
896                 se->statistics.sleep_start = 0;
897                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
898
899                 if (tsk) {
900                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
901                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
902                 }
903         }
904         if (se->statistics.block_start) {
905                 u64 delta = rq_of(cfs_rq)->clock - se->statistics.block_start;
906
907                 if ((s64)delta < 0)
908                         delta = 0;
909
910                 if (unlikely(delta > se->statistics.block_max))
911                         se->statistics.block_max = delta;
912
913                 se->statistics.block_start = 0;
914                 se->statistics.sum_sleep_runtime += delta;
915
916                 if (tsk) {
917                         if (tsk->in_iowait) {
918                                 se->statistics.iowait_sum += delta;
919                                 se->statistics.iowait_count++;
920                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
921                         }
922
923                         /*
924                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
925                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
926                          * amount of time that the task spent sleeping:
927                          */
928                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
929                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
930                                                 (void *)get_wchan(tsk),
931                                                 delta >> 20);
932                         }
933                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
934                 }
935         }
936 #endif
937 }
938
939 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
940 {
941 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
942         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
943
944         if (d < 0)
945                 d = -d;
946
947         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
948                 schedstat_inc(cfs_rq, nr_spread_over);
949 #endif
950 }
951
952 static void
953 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
954 {
955         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
956
957         /*
958          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
959          * however the extra weight of the new task will slow them down a
960          * little, place the new task so that it fits in the slot that
961          * stays open at the end.
962          */
963         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
964                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
965
966         /* sleeps up to a single latency don't count. */
967         if (!initial) {
968                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
969
970                 /*
971                  * Halve their sleep time's effect, to allow
972                  * for a gentler effect of sleepers:
973                  */
974                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
975                         thresh >>= 1;
976
977                 vruntime -= thresh;
978         }
979
980         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
981         vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
982
983         se->vruntime = vruntime;
984 }
985
986 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
987
988 static void
989 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
990 {
991         /*
992          * Update the normalized vruntime before updating min_vruntime
993          * through callig update_curr().
994          */
995         if (!(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_WAKING))
996                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
997
998         /*
999          * Update run-time statistics of the 'current'.
1000          */
1001         update_curr(cfs_rq);
1002         update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1003         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
1004         update_cfs_shares(cfs_rq);
1005
1006         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP) {
1007                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
1008                 enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1009         }
1010
1011         update_stats_enqueue(cfs_rq, se);
1012         check_spread(cfs_rq, se);
1013         if (se != cfs_rq->curr)
1014                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
1015         se->on_rq = 1;
1016
1017         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
1018                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
1019                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
1020         }
1021 }
1022
1023 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
1024 {
1025         for_each_sched_entity(se) {
1026                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1027                 if (cfs_rq->last == se)
1028                         cfs_rq->last = NULL;
1029                 else
1030                         break;
1031         }
1032 }
1033
1034 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
1035 {
1036         for_each_sched_entity(se) {
1037                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1038                 if (cfs_rq->next == se)
1039                         cfs_rq->next = NULL;
1040                 else
1041                         break;
1042         }
1043 }
1044
1045 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
1046 {
1047         for_each_sched_entity(se) {
1048                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1049                 if (cfs_rq->skip == se)
1050                         cfs_rq->skip = NULL;
1051                 else
1052                         break;
1053         }
1054 }
1055
1056 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1057 {
1058         if (cfs_rq->last == se)
1059                 __clear_buddies_last(se);
1060
1061         if (cfs_rq->next == se)
1062                 __clear_buddies_next(se);
1063
1064         if (cfs_rq->skip == se)
1065                 __clear_buddies_skip(se);
1066 }
1067
1068 static void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1069
1070 static void
1071 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1072 {
1073         /*
1074          * Update run-time statistics of the 'current'.
1075          */
1076         update_curr(cfs_rq);
1077
1078         update_stats_dequeue(cfs_rq, se);
1079         if (flags & DEQUEUE_SLEEP) {
1080 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1081                 if (entity_is_task(se)) {
1082                         struct task_struct *tsk = task_of(se);
1083
1084                         if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1085                                 se->statistics.sleep_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1086                         if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1087                                 se->statistics.block_start = rq_of(cfs_rq)->clock;
1088                 }
1089 #endif
1090         }
1091
1092         clear_buddies(cfs_rq, se);
1093
1094         if (se != cfs_rq->curr)
1095                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1096         se->on_rq = 0;
1097         update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1098         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
1099
1100         /*
1101          * Normalize the entity after updating the min_vruntime because the
1102          * update can refer to the ->curr item and we need to reflect this
1103          * movement in our normalized position.
1104          */
1105         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
1106                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
1107
1108         /* return excess runtime on last dequeue */
1109         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1110
1111         update_min_vruntime(cfs_rq);
1112         update_cfs_shares(cfs_rq);
1113 }
1114
1115 /*
1116  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
1117  */
1118 static void
1119 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
1120 {
1121         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
1122         struct sched_entity *se;
1123         s64 delta;
1124
1125         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
1126         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
1127         if (delta_exec > ideal_runtime) {
1128                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1129                 /*
1130                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
1131                  * re-elected due to buddy favours.
1132                  */
1133                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
1134                 return;
1135         }
1136
1137         /*
1138          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
1139          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
1140          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
1141          */
1142         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
1143                 return;
1144
1145         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1146         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
1147
1148         if (delta < 0)
1149                 return;
1150
1151         if (delta > ideal_runtime)
1152                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1153 }
1154
1155 static void
1156 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1157 {
1158         /* 'current' is not kept within the tree. */
1159         if (se->on_rq) {
1160                 /*
1161                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
1162                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
1163                  * runqueue.
1164                  */
1165                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1166                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
1167         }
1168
1169         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
1170         cfs_rq->curr = se;
1171 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1172         /*
1173          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
1174          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
1175          * when there are only lesser-weight tasks around):
1176          */
1177         if (rq_of(cfs_rq)->load.weight >= 2*se->load.weight) {
1178                 se->statistics.slice_max = max(se->statistics.slice_max,
1179                         se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime);
1180         }
1181 #endif
1182         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
1183 }
1184
1185 static int
1186 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
1187
1188 /*
1189  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
1190  * 1) keep things fair between processes/task groups
1191  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
1192  * 3) pick the "last" process, for cache locality
1193  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
1194  */
1195 static struct sched_entity *pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
1196 {
1197         struct sched_entity *se = __pick_first_entity(cfs_rq);
1198         struct sched_entity *left = se;
1199
1200         /*
1201          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
1202          * be done without getting too unfair.
1203          */
1204         if (cfs_rq->skip == se) {
1205                 struct sched_entity *second = __pick_next_entity(se);
1206                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
1207                         se = second;
1208         }
1209
1210         /*
1211          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
1212          */
1213         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
1214                 se = cfs_rq->last;
1215
1216         /*
1217          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
1218          */
1219         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
1220                 se = cfs_rq->next;
1221
1222         clear_buddies(cfs_rq, se);
1223
1224         return se;
1225 }
1226
1227 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
1228
1229 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
1230 {
1231         /*
1232          * If still on the runqueue then deactivate_task()
1233          * was not called and update_curr() has to be done:
1234          */
1235         if (prev->on_rq)
1236                 update_curr(cfs_rq);
1237
1238         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
1239         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1240
1241         check_spread(cfs_rq, prev);
1242         if (prev->on_rq) {
1243                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
1244                 /* Put 'current' back into the tree. */
1245                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
1246         }
1247         cfs_rq->curr = NULL;
1248 }
1249
1250 static void
1251 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
1252 {
1253         /*
1254          * Update run-time statistics of the 'current'.
1255          */
1256         update_curr(cfs_rq);
1257
1258         /*
1259          * Update share accounting for long-running entities.
1260          */
1261         update_entity_shares_tick(cfs_rq);
1262
1263 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1264         /*
1265          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
1266          * validating it and just reschedule.
1267          */
1268         if (queued) {
1269                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1270                 return;
1271         }
1272         /*
1273          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
1274          */
1275         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
1276                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
1277                 return;
1278 #endif
1279
1280         if (cfs_rq->nr_running > 1)
1281                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
1282 }
1283
1284
1285 /**************************************************
1286  * CFS bandwidth control machinery
1287  */
1288
1289 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
1290 /*
1291  * default period for cfs group bandwidth.
1292  * default: 0.1s, units: nanoseconds
1293  */
1294 static inline u64 default_cfs_period(void)
1295 {
1296         return 100000000ULL;
1297 }
1298
1299 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
1300 {
1301         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
1302 }
1303
1304 /*
1305  * Replenish runtime according to assigned quota and update expiration time.
1306  * We use sched_clock_cpu directly instead of rq->clock to avoid adding
1307  * additional synchronization around rq->lock.
1308  *
1309  * requires cfs_b->lock
1310  */
1311 static void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1312 {
1313         u64 now;
1314
1315         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1316                 return;
1317
1318         now = sched_clock_cpu(smp_processor_id());
1319         cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
1320         cfs_b->runtime_expires = now + ktime_to_ns(cfs_b->period);
1321 }
1322
1323 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
1324 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1325 {
1326         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
1327         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
1328         u64 amount = 0, min_amount, expires;
1329
1330         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
1331         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
1332
1333         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1334         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1335                 amount = min_amount;
1336         else {
1337                 /*
1338                  * If the bandwidth pool has become inactive, then at least one
1339                  * period must have elapsed since the last consumption.
1340                  * Refresh the global state and ensure bandwidth timer becomes
1341                  * active.
1342                  */
1343                 if (!cfs_b->timer_active) {
1344                         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
1345                         __start_cfs_bandwidth(cfs_b);
1346                 }
1347
1348                 if (cfs_b->runtime > 0) {
1349                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
1350                         cfs_b->runtime -= amount;
1351                         cfs_b->idle = 0;
1352                 }
1353         }
1354         expires = cfs_b->runtime_expires;
1355         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1356
1357         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
1358         /*
1359          * we may have advanced our local expiration to account for allowed
1360          * spread between our sched_clock and the one on which runtime was
1361          * issued.
1362          */
1363         if ((s64)(expires - cfs_rq->runtime_expires) > 0)
1364                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
1365
1366         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
1367 }
1368
1369 /*
1370  * Note: This depends on the synchronization provided by sched_clock and the
1371  * fact that rq->clock snapshots this value.
1372  */
1373 static void expire_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1374 {
1375         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1376         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1377
1378         /* if the deadline is ahead of our clock, nothing to do */
1379         if (likely((s64)(rq->clock - cfs_rq->runtime_expires) < 0))
1380                 return;
1381
1382         if (cfs_rq->runtime_remaining < 0)
1383                 return;
1384
1385         /*
1386          * If the local deadline has passed we have to consider the
1387          * possibility that our sched_clock is 'fast' and the global deadline
1388          * has not truly expired.
1389          *
1390          * Fortunately we can check determine whether this the case by checking
1391          * whether the global deadline has advanced.
1392          */
1393
1394         if ((s64)(cfs_rq->runtime_expires - cfs_b->runtime_expires) >= 0) {
1395                 /* extend local deadline, drift is bounded above by 2 ticks */
1396                 cfs_rq->runtime_expires += TICK_NSEC;
1397         } else {
1398                 /* global deadline is ahead, expiration has passed */
1399                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
1400         }
1401 }
1402
1403 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
1404                                      unsigned long delta_exec)
1405 {
1406         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
1407         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
1408         expire_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1409
1410         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
1411                 return;
1412
1413         /*
1414          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
1415          * hierarchy can be throttled
1416          */
1417         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
1418                 resched_task(rq_of(cfs_rq)->curr);
1419 }
1420
1421 static __always_inline void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
1422                                                    unsigned long delta_exec)
1423 {
1424         if (!cfs_rq->runtime_enabled)
1425                 return;
1426
1427         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
1428 }
1429
1430 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
1431 {
1432         return cfs_rq->throttled;
1433 }
1434
1435 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
1436 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
1437 {
1438         return cfs_rq->throttle_count;
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
1443  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
1444  * load-balance operations.
1445  */
1446 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
1447                                     int src_cpu, int dest_cpu)
1448 {
1449         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
1450
1451         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
1452         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
1453
1454         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
1455                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
1456 }
1457
1458 /* updated child weight may affect parent so we have to do this bottom up */
1459 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
1460 {
1461         struct rq *rq = data;
1462         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1463
1464         cfs_rq->throttle_count--;
1465 #ifdef CONFIG_SMP
1466         if (!cfs_rq->throttle_count) {
1467                 u64 delta = rq->clock_task - cfs_rq->load_stamp;
1468
1469                 /* leaving throttled state, advance shares averaging windows */
1470                 cfs_rq->load_stamp += delta;
1471                 cfs_rq->load_last += delta;
1472
1473                 /* update entity weight now that we are on_rq again */
1474                 update_cfs_shares(cfs_rq);
1475         }
1476 #endif
1477
1478         return 0;
1479 }
1480
1481 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
1482 {
1483         struct rq *rq = data;
1484         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
1485
1486         /* group is entering throttled state, record last load */
1487         if (!cfs_rq->throttle_count)
1488                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1489         cfs_rq->throttle_count++;
1490
1491         return 0;
1492 }
1493
1494 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
1495 {
1496         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1497         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1498         struct sched_entity *se;
1499         long task_delta, dequeue = 1;
1500
1501         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1502
1503         /* account load preceding throttle */
1504         rcu_read_lock();
1505         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
1506         rcu_read_unlock();
1507
1508         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
1509         for_each_sched_entity(se) {
1510                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
1511                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
1512                 if (!se->on_rq)
1513                         break;
1514
1515                 if (dequeue)
1516                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
1517                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
1518
1519                 if (qcfs_rq->load.weight)
1520                         dequeue = 0;
1521         }
1522
1523         if (!se)
1524                 rq->nr_running -= task_delta;
1525
1526         cfs_rq->throttled = 1;
1527         cfs_rq->throttled_timestamp = rq->clock;
1528         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1529         list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
1530         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1531 }
1532
1533 static void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
1534 {
1535         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1536         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1537         struct sched_entity *se;
1538         int enqueue = 1;
1539         long task_delta;
1540
1541         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
1542
1543         cfs_rq->throttled = 0;
1544         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1545         cfs_b->throttled_time += rq->clock - cfs_rq->throttled_timestamp;
1546         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
1547         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1548         cfs_rq->throttled_timestamp = 0;
1549
1550         update_rq_clock(rq);
1551         /* update hierarchical throttle state */
1552         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
1553
1554         if (!cfs_rq->load.weight)
1555                 return;
1556
1557         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
1558         for_each_sched_entity(se) {
1559                 if (se->on_rq)
1560                         enqueue = 0;
1561
1562                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1563                 if (enqueue)
1564                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
1565                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
1566
1567                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1568                         break;
1569         }
1570
1571         if (!se)
1572                 rq->nr_running += task_delta;
1573
1574         /* determine whether we need to wake up potentially idle cpu */
1575         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
1576                 resched_task(rq->curr);
1577 }
1578
1579 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
1580                 u64 remaining, u64 expires)
1581 {
1582         struct cfs_rq *cfs_rq;
1583         u64 runtime = remaining;
1584
1585         rcu_read_lock();
1586         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
1587                                 throttled_list) {
1588                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
1589
1590                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1591                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1592                         goto next;
1593
1594                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
1595                 if (runtime > remaining)
1596                         runtime = remaining;
1597                 remaining -= runtime;
1598
1599                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
1600                 cfs_rq->runtime_expires = expires;
1601
1602                 /* we check whether we're throttled above */
1603                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
1604                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
1605
1606 next:
1607                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1608
1609                 if (!remaining)
1610                         break;
1611         }
1612         rcu_read_unlock();
1613
1614         return remaining;
1615 }
1616
1617 /*
1618  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
1619  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
1620  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
1621  * used to track this state.
1622  */
1623 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun)
1624 {
1625         u64 runtime, runtime_expires;
1626         int idle = 1, throttled;
1627
1628         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1629         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
1630         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
1631                 goto out_unlock;
1632
1633         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
1634         /* idle depends on !throttled (for the case of a large deficit) */
1635         idle = cfs_b->idle && !throttled;
1636         cfs_b->nr_periods += overrun;
1637
1638         /* if we're going inactive then everything else can be deferred */
1639         if (idle)
1640                 goto out_unlock;
1641
1642         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
1643
1644         if (!throttled) {
1645                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
1646                 cfs_b->idle = 1;
1647                 goto out_unlock;
1648         }
1649
1650         /* account preceding periods in which throttling occurred */
1651         cfs_b->nr_throttled += overrun;
1652
1653         /*
1654          * There are throttled entities so we must first use the new bandwidth
1655          * to unthrottle them before making it generally available.  This
1656          * ensures that all existing debts will be paid before a new cfs_rq is
1657          * allowed to run.
1658          */
1659         runtime = cfs_b->runtime;
1660         runtime_expires = cfs_b->runtime_expires;
1661         cfs_b->runtime = 0;
1662
1663         /*
1664          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth
1665          * while we unthrottle.  This can potentially race with an unthrottled
1666          * group trying to acquire new bandwidth from the global pool.
1667          */
1668         while (throttled && runtime > 0) {
1669                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1670                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
1671                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime,
1672                                                  runtime_expires);
1673                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1674
1675                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
1676         }
1677
1678         /* return (any) remaining runtime */
1679         cfs_b->runtime = runtime;
1680         /*
1681          * While we are ensured activity in the period following an
1682          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
1683          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
1684          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
1685          */
1686         cfs_b->idle = 0;
1687 out_unlock:
1688         if (idle)
1689                 cfs_b->timer_active = 0;
1690         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1691
1692         return idle;
1693 }
1694
1695 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
1696 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
1697 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
1698 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
1699 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
1700 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
1701
1702 /* are we near the end of the current quota period? */
1703 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
1704 {
1705         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
1706         u64 remaining;
1707
1708         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
1709         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
1710                 return 1;
1711
1712         /* is a quota refresh about to occur? */
1713         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
1714         if (remaining < min_expire)
1715                 return 1;
1716
1717         return 0;
1718 }
1719
1720 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1721 {
1722         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
1723
1724         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
1725         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
1726                 return;
1727
1728         start_bandwidth_timer(&cfs_b->slack_timer,
1729                                 ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period));
1730 }
1731
1732 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
1733 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1734 {
1735         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
1736         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
1737
1738         if (slack_runtime <= 0)
1739                 return;
1740
1741         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1742         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF &&
1743             cfs_rq->runtime_expires == cfs_b->runtime_expires) {
1744                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
1745
1746                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
1747                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
1748                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
1749                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
1750         }
1751         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1752
1753         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
1754         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
1755 }
1756
1757 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1758 {
1759         if (!cfs_rq->runtime_enabled || !cfs_rq->nr_running)
1760                 return;
1761
1762         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
1763 }
1764
1765 /*
1766  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
1767  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
1768  */
1769 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
1770 {
1771         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
1772         u64 expires;
1773
1774         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
1775         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration))
1776                 return;
1777
1778         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1779         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice) {
1780                 runtime = cfs_b->runtime;
1781                 cfs_b->runtime = 0;
1782         }
1783         expires = cfs_b->runtime_expires;
1784         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1785
1786         if (!runtime)
1787                 return;
1788
1789         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime, expires);
1790
1791         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
1792         if (expires == cfs_b->runtime_expires)
1793                 cfs_b->runtime = runtime;
1794         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
1795 }
1796
1797 /*
1798  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
1799  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
1800  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
1801  */
1802 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
1803 {
1804         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
1805         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
1806                 return;
1807
1808         /* ensure the group is not already throttled */
1809         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1810                 return;
1811
1812         /* update runtime allocation */
1813         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
1814         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
1815                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
1816 }
1817
1818 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
1819 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
1820 {
1821         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
1822                 return;
1823
1824         /*
1825          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
1826          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
1827          */
1828         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1829                 return;
1830
1831         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
1832 }
1833 #else
1834 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq,
1835                                      unsigned long delta_exec) {}
1836 static void check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1837 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1838 static void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
1839
1840 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
1841 {
1842         return 0;
1843 }
1844
1845 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
1846 {
1847         return 0;
1848 }
1849
1850 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
1851                                     int src_cpu, int dest_cpu)
1852 {
1853         return 0;
1854 }
1855 #endif
1856
1857 /**************************************************
1858  * CFS operations on tasks:
1859  */
1860
1861 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1862 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1863 {
1864         struct sched_entity *se = &p->se;
1865         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1866
1867         WARN_ON(task_rq(p) != rq);
1868
1869         if (hrtick_enabled(rq) && cfs_rq->nr_running > 1) {
1870                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
1871                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
1872                 s64 delta = slice - ran;
1873
1874                 if (delta < 0) {
1875                         if (rq->curr == p)
1876                                 resched_task(p);
1877                         return;
1878                 }
1879
1880                 /*
1881                  * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
1882                  * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
1883                  */
1884                 if (rq->curr != p)
1885                         delta = max_t(s64, 10000LL, delta);
1886
1887                 hrtick_start(rq, delta);
1888         }
1889 }
1890
1891 /*
1892  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
1893  * current task is from our class and nr_running is low enough
1894  * to matter.
1895  */
1896 static void hrtick_update(struct rq *rq)
1897 {
1898         struct task_struct *curr = rq->curr;
1899
1900         if (curr->sched_class != &fair_sched_class)
1901                 return;
1902
1903         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
1904                 hrtick_start_fair(rq, curr);
1905 }
1906 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
1907 static inline void
1908 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1909 {
1910 }
1911
1912 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
1913 {
1914 }
1915 #endif
1916
1917 /*
1918  * The enqueue_task method is called before nr_running is
1919  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
1920  * then put the task into the rbtree:
1921  */
1922 static void
1923 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1924 {
1925         struct cfs_rq *cfs_rq;
1926         struct sched_entity *se = &p->se;
1927
1928         for_each_sched_entity(se) {
1929                 if (se->on_rq)
1930                         break;
1931                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1932                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
1933
1934                 /*
1935                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
1936                  *
1937                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
1938                  * post the final h_nr_running increment below.
1939                 */
1940                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1941                         break;
1942                 cfs_rq->h_nr_running++;
1943
1944                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
1945         }
1946
1947         for_each_sched_entity(se) {
1948                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1949                 cfs_rq->h_nr_running++;
1950
1951                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1952                         break;
1953
1954                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
1955                 update_cfs_shares(cfs_rq);
1956         }
1957
1958         if (!se)
1959                 inc_nr_running(rq);
1960         hrtick_update(rq);
1961 }
1962
1963 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
1964
1965 /*
1966  * The dequeue_task method is called before nr_running is
1967  * decreased. We remove the task from the rbtree and
1968  * update the fair scheduling stats:
1969  */
1970 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1971 {
1972         struct cfs_rq *cfs_rq;
1973         struct sched_entity *se = &p->se;
1974         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
1975
1976         for_each_sched_entity(se) {
1977                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
1978                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
1979
1980                 /*
1981                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
1982                  *
1983                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
1984                  * post the final h_nr_running decrement below.
1985                 */
1986                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
1987                         break;
1988                 cfs_rq->h_nr_running--;
1989
1990                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
1991                 if (cfs_rq->load.weight) {
1992                         /*
1993                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
1994                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
1995                          */
1996                         if (task_sleep && parent_entity(se))
1997                                 set_next_buddy(parent_entity(se));
1998
1999                         /* avoid re-evaluating load for this entity */
2000                         se = parent_entity(se);
2001                         break;
2002                 }
2003                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
2004         }
2005
2006         for_each_sched_entity(se) {
2007                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2008                 cfs_rq->h_nr_running--;
2009
2010                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
2011                         break;
2012
2013                 update_cfs_load(cfs_rq, 0);
2014                 update_cfs_shares(cfs_rq);
2015         }
2016
2017         if (!se)
2018                 dec_nr_running(rq);
2019         hrtick_update(rq);
2020 }
2021
2022 #ifdef CONFIG_SMP
2023
2024 static void task_waking_fair(struct task_struct *p)
2025 {
2026         struct sched_entity *se = &p->se;
2027         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2028         u64 min_vruntime;
2029
2030 #ifndef CONFIG_64BIT
2031         u64 min_vruntime_copy;
2032
2033         do {
2034                 min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
2035                 smp_rmb();
2036                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2037         } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
2038 #else
2039         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
2040 #endif
2041
2042         se->vruntime -= min_vruntime;
2043 }
2044
2045 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2046 /*
2047  * effective_load() calculates the load change as seen from the root_task_group
2048  *
2049  * Adding load to a group doesn't make a group heavier, but can cause movement
2050  * of group shares between cpus. Assuming the shares were perfectly aligned one
2051  * can calculate the shift in shares.
2052  *
2053  * Calculate the effective load difference if @wl is added (subtracted) to @tg
2054  * on this @cpu and results in a total addition (subtraction) of @wg to the
2055  * total group weight.
2056  *
2057  * Given a runqueue weight distribution (rw_i) we can compute a shares
2058  * distribution (s_i) using:
2059  *
2060  *   s_i = rw_i / \Sum rw_j                                             (1)
2061  *
2062  * Suppose we have 4 CPUs and our @tg is a direct child of the root group and
2063  * has 7 equal weight tasks, distributed as below (rw_i), with the resulting
2064  * shares distribution (s_i):
2065  *
2066  *   rw_i = {   2,   4,   1,   0 }
2067  *   s_i  = { 2/7, 4/7, 1/7,   0 }
2068  *
2069  * As per wake_affine() we're interested in the load of two CPUs (the CPU the
2070  * task used to run on and the CPU the waker is running on), we need to
2071  * compute the effect of waking a task on either CPU and, in case of a sync
2072  * wakeup, compute the effect of the current task going to sleep.
2073  *
2074  * So for a change of @wl to the local @cpu with an overall group weight change
2075  * of @wl we can compute the new shares distribution (s'_i) using:
2076  *
2077  *   s'_i = (rw_i + @wl) / (@wg + \Sum rw_j)                            (2)
2078  *
2079  * Suppose we're interested in CPUs 0 and 1, and want to compute the load
2080  * differences in waking a task to CPU 0. The additional task changes the
2081  * weight and shares distributions like:
2082  *
2083  *   rw'_i = {   3,   4,   1,   0 }
2084  *   s'_i  = { 3/8, 4/8, 1/8,   0 }
2085  *
2086  * We can then compute the difference in effective weight by using:
2087  *
2088  *   dw_i = S * (s'_i - s_i)                                            (3)
2089  *
2090  * Where 'S' is the group weight as seen by its parent.
2091  *
2092  * Therefore the effective change in loads on CPU 0 would be 5/56 (3/8 - 2/7)
2093  * times the weight of the group. The effect on CPU 1 would be -4/56 (4/8 -
2094  * 4/7) times the weight of the group.
2095  */
2096 static long effective_load(struct task_group *tg, int cpu, long wl, long wg)
2097 {
2098         struct sched_entity *se = tg->se[cpu];
2099
2100         if (!tg->parent)        /* the trivial, non-cgroup case */
2101                 return wl;
2102
2103         for_each_sched_entity(se) {
2104                 long w, W;
2105
2106                 tg = se->my_q->tg;
2107
2108                 /*
2109                  * W = @wg + \Sum rw_j
2110                  */
2111                 W = wg + calc_tg_weight(tg, se->my_q);
2112
2113                 /*
2114                  * w = rw_i + @wl
2115                  */
2116                 w = se->my_q->load.weight + wl;
2117
2118                 /*
2119                  * wl = S * s'_i; see (2)
2120                  */
2121                 if (W > 0 && w < W)
2122                         wl = (w * tg->shares) / W;
2123                 else
2124                         wl = tg->shares;
2125
2126                 /*
2127                  * Per the above, wl is the new se->load.weight value; since
2128                  * those are clipped to [MIN_SHARES, ...) do so now. See
2129                  * calc_cfs_shares().
2130                  */
2131                 if (wl < MIN_SHARES)
2132                         wl = MIN_SHARES;
2133
2134                 /*
2135                  * wl = dw_i = S * (s'_i - s_i); see (3)
2136                  */
2137                 wl -= se->load.weight;
2138
2139                 /*
2140                  * Recursively apply this logic to all parent groups to compute
2141                  * the final effective load change on the root group. Since
2142                  * only the @tg group gets extra weight, all parent groups can
2143                  * only redistribute existing shares. @wl is the shift in shares
2144                  * resulting from this level per the above.
2145                  */
2146                 wg = 0;
2147         }
2148
2149         return wl;
2150 }
2151 #else
2152
2153 static inline unsigned long effective_load(struct task_group *tg, int cpu,
2154                 unsigned long wl, unsigned long wg)
2155 {
2156         return wl;
2157 }
2158
2159 #endif
2160
2161 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int sync)
2162 {
2163         s64 this_load, load;
2164         int idx, this_cpu, prev_cpu;
2165         unsigned long tl_per_task;
2166         struct task_group *tg;
2167         unsigned long weight;
2168         int balanced;
2169
2170         idx       = sd->wake_idx;
2171         this_cpu  = smp_processor_id();
2172         prev_cpu  = task_cpu(p);
2173         load      = source_load(prev_cpu, idx);
2174         this_load = target_load(this_cpu, idx);
2175
2176         /*
2177          * If sync wakeup then subtract the (maximum possible)
2178          * effect of the currently running task from the load
2179          * of the current CPU:
2180          */
2181         if (sync) {
2182                 tg = task_group(current);
2183                 weight = current->se.load.weight;
2184
2185                 this_load += effective_load(tg, this_cpu, -weight, -weight);
2186                 load += effective_load(tg, prev_cpu, 0, -weight);
2187         }
2188
2189         tg = task_group(p);
2190         weight = p->se.load.weight;
2191
2192         /*
2193          * In low-load situations, where prev_cpu is idle and this_cpu is idle
2194          * due to the sync cause above having dropped this_load to 0, we'll
2195          * always have an imbalance, but there's really nothing you can do
2196          * about that, so that's good too.
2197          *
2198          * Otherwise check if either cpus are near enough in load to allow this
2199          * task to be woken on this_cpu.
2200          */
2201         if (this_load > 0) {
2202                 s64 this_eff_load, prev_eff_load;
2203
2204                 this_eff_load = 100;
2205                 this_eff_load *= power_of(prev_cpu);
2206                 this_eff_load *= this_load +
2207                         effective_load(tg, this_cpu, weight, weight);
2208
2209                 prev_eff_load = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2210                 prev_eff_load *= power_of(this_cpu);
2211                 prev_eff_load *= load + effective_load(tg, prev_cpu, 0, weight);
2212
2213                 balanced = this_eff_load <= prev_eff_load;
2214         } else
2215                 balanced = true;
2216
2217         /*
2218          * If the currently running task will sleep within
2219          * a reasonable amount of time then attract this newly
2220          * woken task:
2221          */
2222         if (sync && balanced)
2223                 return 1;
2224
2225         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
2226         tl_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
2227
2228         if (balanced ||
2229             (this_load <= load &&
2230              this_load + target_load(prev_cpu, idx) <= tl_per_task)) {
2231                 /*
2232                  * This domain has SD_WAKE_AFFINE and
2233                  * p is cache cold in this domain, and
2234                  * there is no bad imbalance.
2235                  */
2236                 schedstat_inc(sd, ttwu_move_affine);
2237                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_wakeups_affine);
2238
2239                 return 1;
2240         }
2241         return 0;
2242 }
2243
2244 /*
2245  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2246  * domain.
2247  */
2248 static struct sched_group *
2249 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
2250                   int this_cpu, int load_idx)
2251 {
2252         struct sched_group *idlest = NULL, *group = sd->groups;
2253         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2254         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2255
2256         do {
2257                 unsigned long load, avg_load;
2258                 int local_group;
2259                 int i;
2260
2261                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2262                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2263                                         tsk_cpus_allowed(p)))
2264                         continue;
2265
2266                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2267                                                sched_group_cpus(group));
2268
2269                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2270                 avg_load = 0;
2271
2272                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2273                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2274                         if (local_group)
2275                                 load = source_load(i, load_idx);
2276                         else
2277                                 load = target_load(i, load_idx);
2278
2279                         avg_load += load;
2280                 }
2281
2282                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2283                 avg_load = (avg_load * SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
2284
2285                 if (local_group) {
2286                         this_load = avg_load;
2287                 } else if (avg_load < min_load) {
2288                         min_load = avg_load;
2289                         idlest = group;
2290                 }
2291         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2292
2293         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2294                 return NULL;
2295         return idlest;
2296 }
2297
2298 /*
2299  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2300  */
2301 static int
2302 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
2303 {
2304         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2305         int idlest = -1;
2306         int i;
2307
2308         /* Traverse only the allowed CPUs */
2309         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), tsk_cpus_allowed(p)) {
2310                 load = weighted_cpuload(i);
2311
2312                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2313                         min_load = load;
2314                         idlest = i;
2315                 }
2316         }
2317
2318         return idlest;
2319 }
2320
2321 /*
2322  * Try and locate an idle CPU in the sched_domain.
2323  */
2324 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int target)
2325 {
2326         int cpu = smp_processor_id();
2327         int prev_cpu = task_cpu(p);
2328         struct sched_domain *sd;
2329         int i;
2330
2331         /*
2332          * If the task is going to be woken-up on this cpu and if it is
2333          * already idle, then it is the right target.
2334          */
2335         if (target == cpu && idle_cpu(cpu))
2336                 return cpu;
2337
2338         /*
2339          * If the task is going to be woken-up on the cpu where it previously
2340          * ran and if it is currently idle, then it the right target.
2341          */
2342         if (target == prev_cpu && idle_cpu(prev_cpu))
2343                 return prev_cpu;
2344
2345         /*
2346          * Otherwise, iterate the domains and find an elegible idle cpu.
2347          */
2348         rcu_read_lock();
2349         for_each_domain(target, sd) {
2350                 if (!(sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES))
2351                         break;
2352
2353                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), tsk_cpus_allowed(p)) {
2354                         if (idle_cpu(i)) {
2355                                 target = i;
2356                                 break;
2357                         }
2358                 }
2359
2360                 /*
2361                  * Lets stop looking for an idle sibling when we reached
2362                  * the domain that spans the current cpu and prev_cpu.
2363                  */
2364                 if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)) &&
2365                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
2366                         break;
2367         }
2368         rcu_read_unlock();
2369
2370         return target;
2371 }
2372
2373 /*
2374  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2375  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2376  * SD_BALANCE_EXEC.
2377  *
2378  * Balance, ie. select the least loaded group.
2379  *
2380  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2381  *
2382  * preempt must be disabled.
2383  */
2384 static int
2385 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int sd_flag, int wake_flags)
2386 {
2387         struct sched_domain *tmp, *affine_sd = NULL, *sd = NULL;
2388         int cpu = smp_processor_id();
2389         int prev_cpu = task_cpu(p);
2390         int new_cpu = cpu;
2391         int want_affine = 0;
2392         int want_sd = 1;
2393         int sync = wake_flags & WF_SYNC;
2394
2395         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
2396                 if (cpumask_test_cpu(cpu, tsk_cpus_allowed(p)))
2397                         want_affine = 1;
2398                 new_cpu = prev_cpu;
2399         }
2400
2401         rcu_read_lock();
2402         for_each_domain(cpu, tmp) {
2403                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
2404                         continue;
2405
2406                 /*
2407                  * If power savings logic is enabled for a domain, see if we
2408                  * are not overloaded, if so, don't balance wider.
2409                  */
2410                 if (tmp->flags & (SD_POWERSAVINGS_BALANCE|SD_PREFER_LOCAL)) {
2411                         unsigned long power = 0;
2412                         unsigned long nr_running = 0;
2413                         unsigned long capacity;
2414                         int i;
2415
2416                         for_each_cpu(i, sched_domain_span(tmp)) {
2417                                 power += power_of(i);
2418                                 nr_running += cpu_rq(i)->cfs.nr_running;
2419                         }
2420
2421                         capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_POWER_SCALE);
2422
2423                         if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
2424                                 nr_running /= 2;
2425
2426                         if (nr_running < capacity)
2427                                 want_sd = 0;
2428                 }
2429
2430                 /*
2431                  * If both cpu and prev_cpu are part of this domain,
2432                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
2433                  */
2434                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
2435                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
2436                         affine_sd = tmp;
2437                         want_affine = 0;
2438                 }
2439
2440                 if (!want_sd && !want_affine)
2441                         break;
2442
2443                 if (!(tmp->flags & sd_flag))
2444                         continue;
2445
2446                 if (want_sd)
2447                         sd = tmp;
2448         }
2449
2450         if (affine_sd) {
2451                 if (cpu == prev_cpu || wake_affine(affine_sd, p, sync))
2452                         prev_cpu = cpu;
2453
2454                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu);
2455                 goto unlock;
2456         }
2457
2458         while (sd) {
2459                 int load_idx = sd->forkexec_idx;
2460                 struct sched_group *group;
2461                 int weight;
2462
2463                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
2464                         sd = sd->child;
2465                         continue;
2466                 }
2467
2468                 if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE)
2469                         load_idx = sd->wake_idx;
2470
2471                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, load_idx);
2472                 if (!group) {
2473                         sd = sd->child;
2474                         continue;
2475                 }
2476
2477                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, p, cpu);
2478                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
2479                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
2480                         sd = sd->child;
2481                         continue;
2482                 }
2483
2484                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
2485                 cpu = new_cpu;
2486                 weight = sd->span_weight;
2487                 sd = NULL;
2488                 for_each_domain(cpu, tmp) {
2489                         if (weight <= tmp->span_weight)
2490                                 break;
2491                         if (tmp->flags & sd_flag)
2492                                 sd = tmp;
2493                 }
2494                 /* while loop will break here if sd == NULL */
2495         }
2496 unlock:
2497         rcu_read_unlock();
2498
2499         return new_cpu;
2500 }
2501 #endif /* CONFIG_SMP */
2502
2503 static unsigned long
2504 wakeup_gran(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
2505 {
2506         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2507
2508         /*
2509          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
2510          * to virtual-time in his units.
2511          *
2512          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
2513          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
2514          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
2515          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
2516          * be smaller, again penalizing the lighter task.
2517          *
2518          * This is especially important for buddies when the leftmost
2519          * task is higher priority than the buddy.
2520          */
2521         return calc_delta_fair(gran, se);
2522 }
2523
2524 /*
2525  * Should 'se' preempt 'curr'.
2526  *
2527  *             |s1
2528  *        |s2
2529  *   |s3
2530  *         g
2531  *      |<--->|c
2532  *
2533  *  w(c, s1) = -1
2534  *  w(c, s2) =  0
2535  *  w(c, s3) =  1
2536  *
2537  */
2538 static int
2539 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
2540 {
2541         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
2542
2543         if (vdiff <= 0)
2544                 return -1;
2545
2546         gran = wakeup_gran(curr, se);
2547         if (vdiff > gran)
2548                 return 1;
2549
2550         return 0;
2551 }
2552
2553 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
2554 {
2555         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
2556                 return;
2557
2558         for_each_sched_entity(se)
2559                 cfs_rq_of(se)->last = se;
2560 }
2561
2562 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
2563 {
2564         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_of(se)->policy == SCHED_IDLE))
2565                 return;
2566
2567         for_each_sched_entity(se)
2568                 cfs_rq_of(se)->next = se;
2569 }
2570
2571 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
2572 {
2573         for_each_sched_entity(se)
2574                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
2575 }
2576
2577 /*
2578  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
2579  */
2580 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
2581 {
2582         struct task_struct *curr = rq->curr;
2583         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
2584         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
2585         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
2586         int next_buddy_marked = 0;
2587
2588         if (unlikely(se == pse))
2589                 return;
2590
2591         /*
2592          * This is possible from callers such as pull_task(), in which we
2593          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
2594          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
2595          * next-buddy nomination below.
2596          */
2597         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
2598                 return;
2599
2600         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
2601                 set_next_buddy(pse);
2602                 next_buddy_marked = 1;
2603         }
2604
2605         /*
2606          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
2607          * wake up path.
2608          *
2609          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
2610          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
2611          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
2612          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
2613          * below.
2614          */
2615         if (test_tsk_need_resched(curr))
2616                 return;
2617
2618         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
2619         if (unlikely(curr->policy == SCHED_IDLE) &&
2620             likely(p->policy != SCHED_IDLE))
2621                 goto preempt;
2622
2623         /*
2624          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
2625          * is driven by the tick):
2626          */
2627         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL))
2628                 return;
2629
2630         find_matching_se(&se, &pse);
2631         update_curr(cfs_rq_of(se));
2632         BUG_ON(!pse);
2633         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
2634                 /*
2635                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
2636                  * triggering this preemption.
2637                  */
2638                 if (!next_buddy_marked)
2639                         set_next_buddy(pse);
2640                 goto preempt;
2641         }
2642
2643         return;
2644
2645 preempt:
2646         resched_task(curr);
2647         /*
2648          * Only set the backward buddy when the current task is still
2649          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
2650          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
2651          * point, either of which can * drop the rq lock.
2652          *
2653          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
2654          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
2655          */
2656         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
2657                 return;
2658
2659         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
2660                 set_last_buddy(se);
2661 }
2662
2663 static struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq)
2664 {
2665         struct task_struct *p;
2666         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
2667         struct sched_entity *se;
2668
2669         if (!cfs_rq->nr_running)
2670                 return NULL;
2671
2672         do {
2673                 se = pick_next_entity(cfs_rq);
2674                 set_next_entity(cfs_rq, se);
2675                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
2676         } while (cfs_rq);
2677
2678         p = task_of(se);
2679         hrtick_start_fair(rq, p);
2680
2681         return p;
2682 }
2683
2684 /*
2685  * Account for a descheduled task:
2686  */
2687 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2688 {
2689         struct sched_entity *se = &prev->se;
2690         struct cfs_rq *cfs_rq;
2691
2692         for_each_sched_entity(se) {
2693                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2694                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
2695         }
2696 }
2697
2698 /*
2699  * sched_yield() is very simple
2700  *
2701  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
2702  */
2703 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
2704 {
2705         struct task_struct *curr = rq->curr;
2706         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
2707         struct sched_entity *se = &curr->se;
2708
2709         /*
2710          * Are we the only task in the tree?
2711          */
2712         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
2713                 return;
2714
2715         clear_buddies(cfs_rq, se);
2716
2717         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
2718                 update_rq_clock(rq);
2719                 /*
2720                  * Update run-time statistics of the 'current'.
2721                  */
2722                 update_curr(cfs_rq);
2723         }
2724
2725         set_skip_buddy(se);
2726 }
2727
2728 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
2729 {
2730         struct sched_entity *se = &p->se;
2731
2732         /* throttled hierarchies are not runnable */
2733         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
2734                 return false;
2735
2736         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
2737         set_next_buddy(se);
2738
2739         yield_task_fair(rq);
2740
2741         return true;
2742 }
2743
2744 #ifdef CONFIG_SMP
2745 /**************************************************
2746  * Fair scheduling class load-balancing methods:
2747  */
2748
2749 /*
2750  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
2751  * Both runqueues must be locked.
2752  */
2753 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
2754                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
2755 {
2756         deactivate_task(src_rq, p, 0);
2757         set_task_cpu(p, this_cpu);
2758         activate_task(this_rq, p, 0);
2759         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
2760 }
2761
2762 /*
2763  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
2764  */
2765 static
2766 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
2767                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2768                      int *all_pinned)
2769 {
2770         int tsk_cache_hot = 0;
2771         /*
2772          * We do not migrate tasks that are:
2773          * 1) running (obviously), or
2774          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
2775          * 3) are cache-hot on their current CPU.
2776          */
2777         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, tsk_cpus_allowed(p))) {
2778                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
2779                 return 0;
2780         }
2781         *all_pinned = 0;
2782
2783         if (task_running(rq, p)) {
2784                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_running);
2785                 return 0;
2786         }
2787
2788         /*
2789          * Aggressive migration if:
2790          * 1) task is cache cold, or
2791          * 2) too many balance attempts have failed.
2792          */
2793
2794         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock_task, sd);
2795         if (!tsk_cache_hot ||
2796                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
2797 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2798                 if (tsk_cache_hot) {
2799                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
2800                         schedstat_inc(p, se.statistics.nr_forced_migrations);
2801                 }
2802 #endif
2803                 return 1;
2804         }
2805
2806         if (tsk_cache_hot) {
2807                 schedstat_inc(p, se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
2808                 return 0;
2809         }
2810         return 1;
2811 }
2812
2813 /*
2814  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
2815  * part of active balancing operations within "domain".
2816  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
2817  *
2818  * Called with both runqueues locked.
2819  */
2820 static int
2821 move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2822               struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
2823 {
2824         struct task_struct *p, *n;
2825         struct cfs_rq *cfs_rq;
2826         int pinned = 0;
2827
2828         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, cfs_rq) {
2829                 list_for_each_entry_safe(p, n, &cfs_rq->tasks, se.group_node) {
2830                         if (throttled_lb_pair(task_group(p),
2831                                               busiest->cpu, this_cpu))
2832                                 break;
2833
2834                         if (!can_migrate_task(p, busiest, this_cpu,
2835                                                 sd, idle, &pinned))
2836                                 continue;
2837
2838                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2839                         /*
2840                          * Right now, this is only the second place pull_task()
2841                          * is called, so we can safely collect pull_task()
2842                          * stats here rather than inside pull_task().
2843                          */
2844                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
2845                         return 1;
2846                 }
2847         }
2848
2849         return 0;
2850 }
2851
2852 static unsigned long
2853 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2854               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
2855               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
2856               struct cfs_rq *busiest_cfs_rq)
2857 {
2858         int loops = 0, pulled = 0;
2859         long rem_load_move = max_load_move;
2860         struct task_struct *p, *n;
2861
2862         if (max_load_move == 0)
2863                 goto out;
2864
2865         list_for_each_entry_safe(p, n, &busiest_cfs_rq->tasks, se.group_node) {
2866                 if (loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
2867                         break;
2868
2869                 if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
2870                     !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle,
2871                                       all_pinned))
2872                         continue;
2873
2874                 pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2875                 pulled++;
2876                 rem_load_move -= p->se.load.weight;
2877
2878 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2879                 /*
2880                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
2881                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
2882                  * the critical section.
2883                  */
2884                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
2885                         break;
2886 #endif
2887
2888                 /*
2889                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
2890                  * weighted load.
2891                  */
2892                 if (rem_load_move <= 0)
2893                         break;
2894         }
2895 out:
2896         /*
2897          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
2898          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
2899          * inside pull_task().
2900          */
2901         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
2902
2903         return max_load_move - rem_load_move;
2904 }
2905
2906 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2907 /*
2908  * update tg->load_weight by folding this cpu's load_avg
2909  */
2910 static int update_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu)
2911 {
2912         struct cfs_rq *cfs_rq;
2913         unsigned long flags;
2914         struct rq *rq;
2915
2916         if (!tg->se[cpu])
2917                 return 0;
2918
2919         rq = cpu_rq(cpu);
2920         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
2921
2922         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2923
2924         update_rq_clock(rq);
2925         update_cfs_load(cfs_rq, 1);
2926
2927         /*
2928          * We need to update shares after updating tg->load_weight in
2929          * order to adjust the weight of groups with long running tasks.
2930          */
2931         update_cfs_shares(cfs_rq);
2932
2933         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2934
2935         return 0;
2936 }
2937
2938 static void update_shares(int cpu)
2939 {
2940         struct cfs_rq *cfs_rq;
2941         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2942
2943         rcu_read_lock();
2944         /*
2945          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
2946          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
2947          */
2948         for_each_leaf_cfs_rq(rq, cfs_rq) {
2949                 /* throttled entities do not contribute to load */
2950                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
2951                         continue;
2952
2953                 update_shares_cpu(cfs_rq->tg, cpu);
2954         }
2955         rcu_read_unlock();
2956 }
2957
2958 /*
2959  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
2960  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
2961  * group is a fraction of its parents load.
2962  */
2963 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
2964 {
2965         unsigned long load;
2966         long cpu = (long)data;
2967
2968         if (!tg->parent) {
2969                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
2970         } else {
2971                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
2972                 load *= tg->se[cpu]->load.weight;
2973                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
2974         }
2975
2976         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
2977
2978         return 0;
2979 }
2980
2981 static void update_h_load(long cpu)
2982 {
2983         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
2984 }
2985
2986 static unsigned long
2987 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2988                   unsigned long max_load_move,
2989                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2990                   int *all_pinned)
2991 {
2992         long rem_load_move = max_load_move;
2993         struct cfs_rq *busiest_cfs_rq;
2994
2995         rcu_read_lock();
2996         update_h_load(cpu_of(busiest));
2997
2998         for_each_leaf_cfs_rq(busiest, busiest_cfs_rq) {
2999                 unsigned long busiest_h_load = busiest_cfs_rq->h_load;
3000                 unsigned long busiest_weight = busiest_cfs_rq->load.weight;
3001                 u64 rem_load, moved_load;
3002
3003                 /*
3004                  * empty group or part of a throttled hierarchy
3005                  */
3006                 if (!busiest_cfs_rq->task_weight ||
3007                     throttled_lb_pair(busiest_cfs_rq->tg, cpu_of(busiest), this_cpu))
3008                         continue;
3009
3010                 rem_load = (u64)rem_load_move * busiest_weight;
3011                 rem_load = div_u64(rem_load, busiest_h_load + 1);
3012
3013                 moved_load = balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3014                                 rem_load, sd, idle, all_pinned,
3015                                 busiest_cfs_rq);
3016
3017                 if (!moved_load)
3018                         continue;
3019
3020                 moved_load *= busiest_h_load;
3021                 moved_load = div_u64(moved_load, busiest_weight + 1);
3022
3023                 rem_load_move -= moved_load;
3024                 if (rem_load_move < 0)
3025                         break;
3026         }
3027         rcu_read_unlock();
3028
3029         return max_load_move - rem_load_move;
3030 }
3031 #else
3032 static inline void update_shares(int cpu)
3033 {
3034 }
3035
3036 static unsigned long
3037 load_balance_fair(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3038                   unsigned long max_load_move,
3039                   struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3040                   int *all_pinned)
3041 {
3042         return balance_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3043                         max_load_move, sd, idle, all_pinned,
3044                         &busiest->cfs);
3045 }
3046 #endif
3047
3048 /*
3049  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3050  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3051  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3052  *
3053  * Called with both runqueues locked.
3054  */
3055 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3056                       unsigned long max_load_move,
3057                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3058                       int *all_pinned)
3059 {
3060         unsigned long total_load_moved = 0, load_moved;
3061
3062         do {
3063                 load_moved = load_balance_fair(this_rq, this_cpu, busiest,
3064                                 max_load_move - total_load_moved,
3065                                 sd, idle, all_pinned);
3066
3067                 total_load_moved += load_moved;
3068
3069 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3070                 /*
3071                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3072                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3073                  * the critical section.
3074                  */
3075                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3076                         break;
3077
3078                 if (raw_spin_is_contended(&this_rq->lock) ||
3079                                 raw_spin_is_contended(&busiest->lock))
3080                         break;
3081 #endif
3082         } while (load_moved && max_load_move > total_load_moved);
3083
3084         return total_load_moved > 0;
3085 }
3086
3087 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3088 /*
3089  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3090  *              during load balancing.
3091  */
3092 struct sd_lb_stats {
3093         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3094         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3095         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3096         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3097         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3098
3099         /** Statistics of this group */
3100         unsigned long this_load;
3101         unsigned long this_load_per_task;
3102         unsigned long this_nr_running;
3103         unsigned long this_has_capacity;
3104         unsigned int  this_idle_cpus;
3105
3106         /* Statistics of the busiest group */
3107         unsigned int  busiest_idle_cpus;
3108         unsigned long max_load;
3109         unsigned long busiest_load_per_task;
3110         unsigned long busiest_nr_running;
3111         unsigned long busiest_group_capacity;
3112         unsigned long busiest_has_capacity;
3113         unsigned int  busiest_group_weight;
3114
3115         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3116 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3117         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3118         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3119         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3120         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3121         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3122         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3123 #endif
3124 };
3125
3126 /*
3127  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3128  */
3129 struct sg_lb_stats {
3130         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3131         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3132         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3133         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3134         unsigned long group_capacity;
3135         unsigned long idle_cpus;
3136         unsigned long group_weight;
3137         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3138         int group_has_capacity; /* Is there extra capacity in the group? */
3139 };
3140
3141 /**
3142  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3143  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3144  */
3145 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3146 {
3147         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3148 }
3149
3150 /**
3151  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3152  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3153  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3154  */
3155 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3156                                         enum cpu_idle_type idle)
3157 {
3158         int load_idx;
3159
3160         switch (idle) {
3161         case CPU_NOT_IDLE:
3162                 load_idx = sd->busy_idx;
3163                 break;
3164
3165         case CPU_NEWLY_IDLE:
3166                 load_idx = sd->newidle_idx;
3167                 break;
3168         default:
3169                 load_idx = sd->idle_idx;
3170                 break;
3171         }
3172
3173         return load_idx;
3174 }
3175
3176
3177 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3178 /**
3179  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3180  * the given sched_domain, during load balancing.
3181  *
3182  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3183  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3184  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3185  */
3186 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3187         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3188 {
3189         /*
3190          * Busy processors will not participate in power savings
3191          * balance.
3192          */
3193         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3194                 sds->power_savings_balance = 0;
3195         else {
3196                 sds->power_savings_balance = 1;
3197                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3198                 sds->leader_nr_running = 0;
3199         }
3200 }
3201
3202 /**
3203  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3204  * sched_domain while performing load balancing.
3205  *
3206  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3207  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3208  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3209  *              load balancing ?
3210  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3211  */
3212 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3213         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3214 {
3215
3216         if (!sds->power_savings_balance)
3217                 return;
3218
3219         /*
3220          * If the local group is idle or completely loaded
3221          * no need to do power savings balance at this domain
3222          */
3223         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3224                                 !sds->this_nr_running))
3225                 sds->power_savings_balance = 0;
3226
3227         /*
3228          * If a group is already running at full capacity or idle,
3229          * don't include that group in power savings calculations
3230          */
3231         if (!sds->power_savings_balance ||
3232                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3233                 !sgs->sum_nr_running)
3234                 return;
3235
3236         /*
3237          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3238          * This is the group from where we need to pick up the load
3239          * for saving power
3240          */
3241         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3242             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3243              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3244                 sds->group_min = group;
3245                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3246                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3247                                                 sgs->sum_nr_running;
3248         }
3249
3250         /*
3251          * Calculate the group which is almost near its
3252          * capacity but still has some space to pick up some load
3253          * from other group and save more power
3254          */
3255         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
3256                 return;
3257
3258         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3259             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3260              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3261                 sds->group_leader = group;
3262                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3263         }
3264 }
3265
3266 /**
3267  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3268  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3269  *      under consideration.
3270  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3271  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3272  *
3273  * Description:
3274  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3275  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3276  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3277  *
3278  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3279  * Else returns 0.
3280  */
3281 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3282                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3283 {
3284         if (!sds->power_savings_balance)
3285                 return 0;
3286
3287         if (sds->this != sds->group_leader ||
3288                         sds->group_leader == sds->group_min)
3289                 return 0;
3290
3291         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3292         sds->busiest = sds->group_min;
3293
3294         return 1;
3295
3296 }
3297 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3298 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3299         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3300 {
3301         return;
3302 }
3303
3304 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3305         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3306 {
3307         return;
3308 }
3309
3310 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3311                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3312 {
3313         return 0;
3314 }
3315 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3316
3317
3318 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3319 {
3320         return SCHED_POWER_SCALE;
3321 }
3322
3323 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3324 {
3325         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3326 }
3327
3328 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3329 {
3330         unsigned long weight = sd->span_weight;
3331         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3332
3333         smt_gain /= weight;
3334
3335         return smt_gain;
3336 }
3337
3338 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3339 {
3340         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3341 }
3342
3343 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3344 {
3345         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3346         u64 total, available;
3347
3348         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
3349
3350         if (unlikely(total < rq->rt_avg)) {
3351                 /* Ensures that power won't end up being negative */
3352                 available = 0;
3353         } else {
3354                 available = total - rq->rt_avg;
3355         }
3356
3357         if (unlikely((s64)total < SCHED_POWER_SCALE))
3358                 total = SCHED_POWER_SCALE;
3359
3360         total >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3361
3362         return div_u64(available, total);
3363 }
3364
3365 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3366 {
3367         unsigned long weight = sd->span_weight;
3368         unsigned long power = SCHED_POWER_SCALE;
3369         struct sched_group *sdg = sd->groups;
3370
3371         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
3372                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
3373                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
3374                 else
3375                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
3376
3377                 power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3378         }
3379
3380         sdg->sgp->power_orig = power;
3381
3382         if (sched_feat(ARCH_POWER))
3383                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
3384         else
3385                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
3386
3387         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3388
3389         power *= scale_rt_power(cpu);
3390         power >>= SCHED_POWER_SHIFT;
3391
3392         if (!power)
3393                 power = 1;
3394
3395         cpu_rq(cpu)->cpu_power = power;
3396         sdg->sgp->power = power;
3397 }
3398
3399 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3400 {
3401         struct sched_domain *child = sd->child;
3402         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
3403         unsigned long power;
3404
3405         if (!child) {
3406                 update_cpu_power(sd, cpu);
3407                 return;
3408         }
3409
3410         power = 0;
3411
3412         group = child->groups;
3413         do {
3414                 power += group->sgp->power;
3415                 group = group->next;
3416         } while (group != child->groups);
3417
3418         sdg->sgp->power = power;
3419 }
3420
3421 /*
3422  * Try and fix up capacity for tiny siblings, this is needed when
3423  * things like SD_ASYM_PACKING need f_b_g to select another sibling
3424  * which on its own isn't powerful enough.
3425  *
3426  * See update_sd_pick_busiest() and check_asym_packing().
3427  */
3428 static inline int
3429 fix_small_capacity(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group)
3430 {
3431         /*
3432          * Only siblings can have significantly less than SCHED_POWER_SCALE
3433          */
3434         if (!(sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER))
3435                 return 0;
3436
3437         /*
3438          * If ~90% of the cpu_power is still there, we're good.
3439          */
3440         if (group->sgp->power * 32 > group->sgp->power_orig * 29)
3441                 return 1;
3442
3443         return 0;
3444 }
3445
3446 /**
3447  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3448  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
3449  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3450  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3451  * @idle: Idle status of this_cpu
3452  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3453  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3454  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3455  * @balance: Should we balance.
3456  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3457  */
3458 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
3459                         struct sched_group *group, int this_cpu,
3460                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx,
3461                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3462                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3463 {
3464         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load, max_nr_running;
3465         int i;
3466         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3467         unsigned long avg_load_per_task = 0;
3468
3469         if (local_group)
3470                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3471
3472         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3473         max_cpu_load = 0;
3474         min_cpu_load = ~0UL;
3475         max_nr_running = 0;
3476
3477         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3478                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3479
3480                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3481                 if (local_group) {
3482                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3483                                 first_idle_cpu = 1;
3484                                 balance_cpu = i;
3485                         }
3486
3487                         load = target_load(i, load_idx);
3488                 } else {
3489                         load = source_load(i, load_idx);
3490                         if (load > max_cpu_load) {
3491                                 max_cpu_load = load;
3492                                 max_nr_running = rq->nr_running;
3493                         }
3494                         if (min_cpu_load > load)
3495                                 min_cpu_load = load;
3496                 }
3497
3498                 sgs->group_load += load;
3499                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3500                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3501                 if (idle_cpu(i))
3502                         sgs->idle_cpus++;
3503         }
3504
3505         /*
3506          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3507          * is eligible for doing load balancing at this and above
3508          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3509          * to do the newly idle load balance.
3510          */
3511         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group) {
3512                 if (balance_cpu != this_cpu) {
3513                         *balance = 0;
3514                         return;
3515                 }
3516                 update_group_power(sd, this_cpu);
3517         }
3518
3519         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3520         sgs->avg_load = (sgs->group_load*SCHED_POWER_SCALE) / group->sgp->power;
3521
3522         /*
3523          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3524          * than the average weight of a task.
3525          *
3526          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3527          *      might not be a suitable number - should we keep a
3528          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3529          *      the hierarchy?
3530          */
3531         if (sgs->sum_nr_running)
3532                 avg_load_per_task = sgs->sum_weighted_load / sgs->sum_nr_running;
3533
3534         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) >= avg_load_per_task && max_nr_running > 1)
3535                 sgs->group_imb = 1;
3536
3537         sgs->group_capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(group->sgp->power,
3538                                                 SCHED_POWER_SCALE);
3539         if (!sgs->group_capacity)
3540                 sgs->group_capacity = fix_small_capacity(sd, group);
3541         sgs->group_weight = group->group_weight;
3542
3543         if (sgs->group_capacity > sgs->sum_nr_running)
3544                 sgs->group_has_capacity = 1;
3545 }
3546
3547 /**
3548  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
3549  * @sd: sched_domain whose statistics are to be checked
3550  * @sds: sched_domain statistics
3551  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
3552  * @sgs: sched_group statistics
3553  * @this_cpu: the current cpu
3554  *
3555  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
3556  * busiest group.
3557  */
3558 static bool update_sd_pick_busiest(struct sched_domain *sd,
3559                                    struct sd_lb_stats *sds,
3560                                    struct sched_group *sg,
3561                                    struct sg_lb_stats *sgs,
3562                                    int this_cpu)
3563 {
3564         if (sgs->avg_load <= sds->max_load)
3565                 return false;
3566
3567         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity)
3568                 return true;
3569
3570         if (sgs->group_imb)
3571                 return true;
3572
3573         /*
3574          * ASYM_PACKING needs to move all the work to the lowest
3575          * numbered CPUs in the group, therefore mark all groups
3576          * higher than ourself as busy.
3577          */
3578         if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && sgs->sum_nr_running &&
3579             this_cpu < group_first_cpu(sg)) {
3580                 if (!sds->busiest)
3581                         return true;
3582
3583                 if (group_first_cpu(sds->busiest) > group_first_cpu(sg))
3584                         return true;
3585         }
3586
3587         return false;
3588 }
3589
3590 /**
3591  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
3592  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3593  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3594  * @idle: Idle status of this_cpu
3595  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3596  * @balance: Should we balance.
3597  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3598  */
3599 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3600                         enum cpu_idle_type idle, const struct cpumask *cpus,
3601                         int *balance, struct sd_lb_stats *sds)
3602 {
3603         struct sched_domain *child = sd->child;
3604         struct sched_group *sg = sd->groups;
3605         struct sg_lb_stats sgs;
3606         int load_idx, prefer_sibling = 0;
3607
3608         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
3609                 prefer_sibling = 1;
3610
3611         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3612         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3613
3614         do {
3615                 int local_group;
3616
3617                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu, sched_group_cpus(sg));
3618                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3619                 update_sg_lb_stats(sd, sg, this_cpu, idle, load_idx,
3620                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3621
3622                 if (local_group && !(*balance))
3623                         return;
3624
3625                 sds->total_load += sgs.group_load;
3626                 sds->total_pwr += sg->sgp->power;
3627
3628                 /*
3629                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
3630                  * first, lower the sg capacity to one so that we'll try
3631                  * and move all the excess tasks away. We lower the capacity
3632                  * of a group only if the local group has the capacity to fit
3633                  * these excess tasks, i.e. nr_running < group_capacity. The
3634                  * extra check prevents the case where you always pull from the
3635                  * heaviest group when it is already under-utilized (possible
3636                  * with a large weight task outweighs the tasks on the system).
3637                  */
3638                 if (prefer_sibling && !local_group && sds->this_has_capacity)
3639                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
3640
3641                 if (local_group) {
3642                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3643                         sds->this = sg;
3644                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3645                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3646                         sds->this_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
3647                         sds->this_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
3648                 } else if (update_sd_pick_busiest(sd, sds, sg, &sgs, this_cpu)) {
3649                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3650                         sds->busiest = sg;
3651                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3652                         sds->busiest_idle_cpus = sgs.idle_cpus;
3653                         sds->busiest_group_capacity = sgs.group_capacity;
3654                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3655                         sds->busiest_has_capacity = sgs.group_has_capacity;
3656                         sds->busiest_group_weight = sgs.group_weight;
3657                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3658                 }
3659
3660                 update_sd_power_savings_stats(sg, sds, local_group, &sgs);
3661                 sg = sg->next;
3662         } while (sg != sd->groups);
3663 }
3664
3665 int __weak arch_sd_sibling_asym_packing(void)
3666 {
3667        return 0*SD_ASYM_PACKING;
3668 }
3669
3670 /**
3671  * check_asym_packing - Check to see if the group is packed into the
3672  *                      sched doman.
3673  *
3674  * This is primarily intended to used at the sibling level.  Some
3675  * cores like POWER7 prefer to use lower numbered SMT threads.  In the
3676  * case of POWER7, it can move to lower SMT modes only when higher
3677  * threads are idle.  When in lower SMT modes, the threads will
3678  * perform better since they share less core resources.  Hence when we
3679  * have idle threads, we want them to be the higher ones.
3680  *
3681  * This packing function is run on idle threads.  It checks to see if
3682  * the busiest CPU in this domain (core in the P7 case) has a higher
3683  * CPU number than the packing function is being run on.  Here we are
3684  * assuming lower CPU number will be equivalent to lower a SMT thread
3685  * number.
3686  *
3687  * Returns 1 when packing is required and a task should be moved to
3688  * this CPU.  The amount of the imbalance is returned in *imbalance.
3689  *
3690  * @sd: The sched_domain whose packing is to be checked.
3691  * @sds: Statistics of the sched_domain which is to be packed
3692  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3693  * @imbalance: returns amount of imbalanced due to packing.
3694  */
3695 static int check_asym_packing(struct sched_domain *sd,
3696                               struct sd_lb_stats *sds,
3697                               int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3698 {
3699         int busiest_cpu;
3700
3701         if (!(sd->flags & SD_ASYM_PACKING))
3702                 return 0;
3703
3704         if (!sds->busiest)
3705                 return 0;
3706
3707         busiest_cpu = group_first_cpu(sds->busiest);
3708         if (this_cpu > busiest_cpu)
3709                 return 0;
3710
3711         *imbalance = DIV_ROUND_CLOSEST(sds->max_load * sds->busiest->sgp->power,
3712                                        SCHED_POWER_SCALE);
3713         return 1;
3714 }
3715
3716 /**
3717  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3718  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3719  *                      load balancing.
3720  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3721  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3722  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3723  */
3724 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3725                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3726 {
3727         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3728         unsigned int imbn = 2;
3729         unsigned long scaled_busy_load_per_task;
3730
3731         if (sds->this_nr_running) {
3732                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3733                 if (sds->busiest_load_per_task >
3734                                 sds->this_load_per_task)
3735                         imbn = 1;
3736         } else
3737                 sds->this_load_per_task =
3738                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3739
3740         scaled_busy_load_per_task = sds->busiest_load_per_task
3741                                          * SCHED_POWER_SCALE;
3742         scaled_busy_load_per_task /= sds->busiest->sgp->power;
3743
3744         if (sds->max_load - sds->this_load + scaled_busy_load_per_task >=
3745                         (scaled_busy_load_per_task * imbn)) {
3746                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3747                 return;
3748         }
3749
3750         /*
3751          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3752          * however we may be able to increase total CPU power used by
3753          * moving them.
3754          */
3755
3756         pwr_now += sds->busiest->sgp->power *
3757                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3758         pwr_now += sds->this->sgp->power *
3759                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3760         pwr_now /= SCHED_POWER_SCALE;
3761
3762         /* Amount of load we'd subtract */
3763         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
3764                 sds->busiest->sgp->power;
3765         if (sds->max_load > tmp)
3766                 pwr_move += sds->busiest->sgp->power *
3767                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3768
3769         /* Amount of load we'd add */
3770         if (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power <
3771                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE)
3772                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->sgp->power) /
3773                         sds->this->sgp->power;
3774         else
3775                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_POWER_SCALE) /
3776                         sds->this->sgp->power;
3777         pwr_move += sds->this->sgp->power *
3778                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3779         pwr_move /= SCHED_POWER_SCALE;
3780
3781         /* Move if we gain throughput */
3782         if (pwr_move > pwr_now)
3783                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3784 }
3785
3786 /**
3787  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3788  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3789  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3790  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3791  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3792  */
3793 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3794                 unsigned long *imbalance)
3795 {
3796         unsigned long max_pull, load_above_capacity = ~0UL;
3797
3798         sds->busiest_load_per_task /= sds->busiest_nr_running;
3799         if (sds->group_imb) {
3800                 sds->busiest_load_per_task =
3801                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->avg_load);
3802         }
3803
3804         /*
3805          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3806          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3807          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3808          */
3809         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3810                 *imbalance = 0;
3811                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3812         }
3813
3814         if (!sds->group_imb) {
3815                 /*
3816                  * Don't want to pull so many tasks that a group would go idle.
3817                  */
3818                 load_above_capacity = (sds->busiest_nr_running -
3819                                                 sds->busiest_group_capacity);
3820
3821                 load_above_capacity *= (SCHED_LOAD_SCALE * SCHED_POWER_SCALE);
3822
3823                 load_above_capacity /= sds->busiest->sgp->power;
3824         }
3825
3826         /*
3827          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
3828          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
3829          * reduce the max loaded cpu below the average load. At the same time,
3830          * we also don't want to reduce the group load below the group capacity
3831          * (so that we can implement power-savings policies etc). Thus we look
3832          * for the minimum possible imbalance.
3833          * Be careful of negative numbers as they'll appear as very large values
3834          * with unsigned longs.
3835          */
3836         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load, load_above_capacity);
3837
3838         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3839         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->sgp->power,
3840                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->sgp->power)
3841                         / SCHED_POWER_SCALE;
3842
3843         /*
3844          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3845          * there is no guarantee that any tasks will be moved so we'll have
3846          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3847          * moved
3848          */
3849         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3850                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3851
3852 }
3853
3854 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3855
3856 /**
3857  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3858  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3859  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3860  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3861  * such a group exists.
3862  *
3863  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3864  * to restore balance.
3865  *
3866  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3867  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3868  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3869  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3870  * @idle: The idle status of this_cpu.
3871  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3872  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3873  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3874  *
3875  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3876  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3877  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3878  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3879  */
3880 static struct sched_group *
3881 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3882                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3883                    const struct cpumask *cpus, int *balance)
3884 {
3885         struct sd_lb_stats sds;
3886
3887         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
3888
3889         /*
3890          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
3891          * this level.
3892          */
3893         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, cpus, balance, &sds);
3894
3895         /*
3896          * this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing at
3897          * this level.
3898          */
3899         if (!(*balance))
3900                 goto ret;
3901
3902         if ((idle == CPU_IDLE || idle == CPU_NEWLY_IDLE) &&
3903             check_asym_packing(sd, &sds, this_cpu, imbalance))
3904                 return sds.busiest;
3905
3906         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
3907         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
3908                 goto out_balanced;
3909
3910         sds.avg_load = (SCHED_POWER_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
3911
3912         /*
3913          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
3914          * work because they assumes all things are equal, which typically
3915          * isn't true due to cpus_allowed constraints and the like.
3916          */
3917         if (sds.group_imb)
3918                 goto force_balance;
3919
3920         /* SD_BALANCE_NEWIDLE trumps SMP nice when underutilized */
3921         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && sds.this_has_capacity &&
3922                         !sds.busiest_has_capacity)
3923                 goto force_balance;
3924
3925         /*
3926          * If the local group is more busy than the selected busiest group
3927          * don't try and pull any tasks.
3928          */
3929         if (sds.this_load >= sds.max_load)
3930                 goto out_balanced;
3931
3932         /*
3933          * Don't pull any tasks if this group is already above the domain
3934          * average load.
3935          */
3936         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
3937                 goto out_balanced;
3938
3939         if (idle == CPU_IDLE) {
3940                 /*
3941                  * This cpu is idle. If the busiest group load doesn't
3942                  * have more tasks than the number of available cpu's and
3943                  * there is no imbalance between this and busiest group
3944                  * wrt to idle cpu's, it is balanced.
3945                  */
3946                 if ((sds.this_idle_cpus <= sds.busiest_idle_cpus + 1) &&
3947                     sds.busiest_nr_running <= sds.busiest_group_weight)
3948                         goto out_balanced;
3949         } else {
3950                 /*
3951                  * In the CPU_NEWLY_IDLE, CPU_NOT_IDLE cases, use
3952                  * imbalance_pct to be conservative.
3953                  */
3954                 if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
3955                         goto out_balanced;
3956         }
3957
3958 force_balance:
3959         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
3960         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
3961         return sds.busiest;
3962
3963 out_balanced:
3964         /*
3965          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
3966          * to save power.
3967          */
3968         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
3969                 return sds.busiest;
3970 ret:
3971         *imbalance = 0;
3972         return NULL;
3973 }
3974
3975 /*
3976  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
3977  */
3978 static struct rq *
3979 find_busiest_queue(struct sched_domain *sd, struct sched_group *group,
3980                    enum cpu_idle_type idle, unsigned long imbalance,
3981                    const struct cpumask *cpus)
3982 {
3983         struct rq *busiest = NULL, *rq;
3984         unsigned long max_load = 0;
3985         int i;
3986
3987         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
3988                 unsigned long power = power_of(i);
3989                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power,
3990                                                            SCHED_POWER_SCALE);
3991                 unsigned long wl;
3992
3993                 if (!capacity)
3994                         capacity = fix_small_capacity(sd, group);
3995
3996                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
3997                         continue;
3998
3999                 rq = cpu_rq(i);
4000                 wl = weighted_cpuload(i);
4001
4002                 /*
4003                  * When comparing with imbalance, use weighted_cpuload()
4004                  * which is not scaled with the cpu power.
4005                  */
4006                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
4007                         continue;
4008
4009                 /*
4010                  * For the load comparisons with the other cpu's, consider
4011                  * the weighted_cpuload() scaled with the cpu power, so that
4012                  * the load can be moved away from the cpu that is potentially
4013                  * running at a lower capacity.
4014                  */
4015                 wl = (wl * SCHED_POWER_SCALE) / power;
4016
4017                 if (wl > max_load) {
4018                         max_load = wl;
4019                         busiest = rq;
4020                 }
4021         }
4022
4023         return busiest;
4024 }
4025
4026 /*
4027  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4028  * so long as it is large enough.
4029  */
4030 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4031
4032 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4033 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4034
4035 static int need_active_balance(struct sched_domain *sd, int idle,
4036                                int busiest_cpu, int this_cpu)
4037 {
4038         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
4039
4040                 /*
4041                  * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
4042                  * higher numbered CPUs in order to pack all tasks in the
4043                  * lowest numbered CPUs.
4044                  */
4045                 if ((sd->flags & SD_ASYM_PACKING) && busiest_cpu > this_cpu)
4046                         return 1;
4047
4048                 /*
4049                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4050                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4051                  * package.
4052                  *
4053                  * The package power saving logic comes from
4054                  * find_busiest_group(). If there are no imbalance, then
4055                  * f_b_g() will return NULL. However when sched_mc={1,2} then
4056                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4057                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4058                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4059                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4060                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4061                  *
4062                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4063                  * will be more than one task in the source run queue and
4064                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4065                  * active balance code will not be triggered.
4066                  */
4067                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4068                         return 0;
4069         }
4070
4071         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
4072 }
4073
4074 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
4075
4076 /*
4077  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4078  * tasks if there is an imbalance.
4079  */
4080 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4081                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4082                         int *balance)
4083 {
4084         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0;
4085         struct sched_group *group;
4086         unsigned long imbalance;
4087         struct rq *busiest;
4088         unsigned long flags;
4089         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4090
4091         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4092
4093         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4094
4095 redo:
4096         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle,
4097                                    cpus, balance);
4098
4099         if (*balance == 0)
4100                 goto out_balanced;
4101
4102         if (!group) {
4103                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4104                 goto out_balanced;
4105         }
4106
4107         busiest = find_busiest_queue(sd, group, idle, imbalance, cpus);
4108         if (!busiest) {
4109                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4110                 goto out_balanced;
4111         }
4112
4113         BUG_ON(busiest == this_rq);
4114
4115         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
4116
4117         ld_moved = 0;
4118         if (busiest->nr_running > 1) {
4119                 /*
4120                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4121                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4122                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4123                  * correctly treated as an imbalance.
4124                  */
4125                 all_pinned = 1;
4126                 local_irq_save(flags);
4127                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4128                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4129                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
4130                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4131                 local_irq_restore(flags);
4132
4133                 /*
4134                  * some other cpu did the load balance for us.
4135                  */
4136                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
4137                         resched_cpu(this_cpu);
4138
4139                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4140                 if (unlikely(all_pinned)) {
4141                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4142                         if (!cpumask_empty(cpus))
4143                                 goto redo;
4144                         goto out_balanced;
4145                 }
4146         }
4147
4148         if (!ld_moved) {
4149                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4150                 /*
4151                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
4152                  * We do not want newidle balance, which can be very
4153                  * frequent, pollute the failure counter causing
4154                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
4155                  */
4156                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
4157                         sd->nr_balance_failed++;
4158
4159                 if (need_active_balance(sd, idle, cpu_of(busiest), this_cpu)) {
4160                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4161
4162                         /* don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
4163                          * if the curr task on busiest cpu can't be
4164                          * moved to this_cpu
4165                          */
4166                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4167                                         tsk_cpus_allowed(busiest->curr))) {
4168                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
4169                                                             flags);
4170                                 all_pinned = 1;
4171                                 goto out_one_pinned;
4172                         }
4173
4174                         /*
4175                          * ->active_balance synchronizes accesses to
4176                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
4177                          * only after active load balance is finished.
4178                          */
4179                         if (!busiest->active_balance) {
4180                                 busiest->active_balance = 1;
4181                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4182                                 active_balance = 1;
4183                         }
4184                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4185
4186                         if (active_balance)
4187                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
4188                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
4189                                         &busiest->active_balance_work);
4190
4191                         /*
4192                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4193                          * counter.
4194                          */
4195                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4196                 }
4197         } else
4198                 sd->nr_balance_failed = 0;
4199
4200         if (likely(!active_balance)) {
4201                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4202                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4203         } else {
4204                 /*
4205                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4206                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4207                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4208                  * move_tasks).
4209                  */
4210                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4211                         sd->balance_interval *= 2;
4212         }
4213
4214         goto out;
4215
4216 out_balanced:
4217         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4218
4219         sd->nr_balance_failed = 0;
4220
4221 out_one_pinned:
4222         /* tune up the balancing interval */
4223         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4224                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4225                 sd->balance_interval *= 2;
4226
4227         ld_moved = 0;
4228 out:
4229         return ld_moved;
4230 }
4231
4232 /*
4233  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4234  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4235  */
4236 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4237 {
4238         struct sched_domain *sd;
4239         int pulled_task = 0;
4240         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4241
4242         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
4243
4244         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
4245                 return;
4246
4247         /*
4248          * Drop the rq->lock, but keep IRQ/preempt disabled.
4249          */
4250         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4251
4252         update_shares(this_cpu);
4253         rcu_read_lock();
4254         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4255                 unsigned long interval;
4256                 int balance = 1;
4257
4258                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4259                         continue;
4260
4261                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
4262                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4263                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
4264                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE, &balance);
4265                 }
4266
4267                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4268                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4269                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4270                 if (pulled_task) {
4271                         this_rq->idle_stamp = 0;
4272                         break;
4273                 }
4274         }
4275         rcu_read_unlock();
4276
4277         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4278
4279         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4280                 /*
4281                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4282                  * a busy processor. So reset next_balance.
4283                  */
4284                 this_rq->next_balance = next_balance;
4285         }
4286 }
4287
4288 /*
4289  * active_load_balance_cpu_stop is run by cpu stopper. It pushes
4290  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
4291  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
4292  * avoids physical / logical imbalances.
4293  */
4294 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
4295 {
4296         struct rq *busiest_rq = data;
4297         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
4298         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4299         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4300         struct sched_domain *sd;
4301
4302         raw_spin_lock_irq(&busiest_rq->lock);
4303
4304         /* make sure the requested cpu hasn't gone down in the meantime */
4305         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
4306                      !busiest_rq->active_balance))
4307                 goto out_unlock;
4308
4309         /* Is there any task to move? */
4310         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4311                 goto out_unlock;
4312
4313         /*
4314          * This condition is "impossible", if it occurs
4315          * we need to fix it. Originally reported by
4316          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4317          */
4318         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4319
4320         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4321         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4322
4323         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4324         rcu_read_lock();
4325         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4326                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4327                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4328                                 break;
4329         }
4330
4331         if (likely(sd)) {
4332                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4333
4334                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4335                                   sd, CPU_IDLE))
4336                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4337                 else
4338                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4339         }
4340         rcu_read_unlock();
4341         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4342 out_unlock:
4343         busiest_rq->active_balance = 0;
4344         raw_spin_unlock_irq(&busiest_rq->lock);
4345         return 0;
4346 }
4347
4348 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4349 /*
4350  * idle load balancing details
4351  * - One of the idle CPUs nominates itself as idle load_balancer, while
4352  *   entering idle.
4353  * - This idle load balancer CPU will also go into tickless mode when
4354  *   it is idle, just like all other idle CPUs
4355  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
4356  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
4357  *   load balancing for all the idle CPUs.
4358  */
4359 static struct {
4360         atomic_t load_balancer;
4361         atomic_t first_pick_cpu;
4362         atomic_t second_pick_cpu;
4363         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
4364         cpumask_var_t grp_idle_mask;
4365         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
4366 } nohz ____cacheline_aligned;
4367
4368 int get_nohz_load_balancer(void)
4369 {
4370         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
4371 }
4372
4373 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
4374 /**
4375  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
4376  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
4377  *              be returned.
4378  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
4379  *              for the given cpu.
4380  *
4381  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
4382  */
4383 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
4384 {
4385         struct sched_domain *sd;
4386
4387         for_each_domain(cpu, sd)
4388                 if (sd->flags & flag)
4389                         break;
4390
4391         return sd;
4392 }
4393
4394 /**
4395  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
4396  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
4397  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
4398  *              for cpu.
4399  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
4400  *
4401  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
4402  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
4403  */
4404 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
4405         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
4406                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
4407
4408 /**
4409  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
4410  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
4411  *
4412  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
4413  *
4414  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
4415  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
4416  * sched_group is semi-idle or not.
4417  */
4418 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
4419 {
4420         cpumask_and(nohz.grp_idle_mask, nohz.idle_cpus_mask,
4421                                         sched_group_cpus(ilb_group));
4422
4423         /*
4424          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
4425          * and atleast one idle cpu.
4426          */
4427         if (cpumask_empty(nohz.grp_idle_mask))
4428                 return 0;
4429
4430         if (cpumask_equal(nohz.grp_idle_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
4431                 return 0;
4432
4433         return 1;
4434 }
4435 /**
4436  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
4437  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
4438  *
4439  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
4440  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
4441  *
4442  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
4443  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
4444  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
4445  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
4446  */
4447 static int find_new_ilb(int cpu)
4448 {
4449         struct sched_domain *sd;
4450         struct sched_group *ilb_group;
4451         int ilb = nr_cpu_ids;
4452
4453         /*
4454          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
4455          * when power-aware load balancing is enabled
4456          */
4457         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
4458                 goto out_done;
4459
4460         /*
4461          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
4462          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
4463          */
4464         if (cpumask_weight(nohz.idle_cpus_mask) < 2)
4465                 goto out_done;
4466
4467         rcu_read_lock();
4468         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
4469                 ilb_group = sd->groups;
4470
4471                 do {
4472                         if (is_semi_idle_group(ilb_group)) {
4473                                 ilb = cpumask_first(nohz.grp_idle_mask);
4474                                 goto unlock;
4475                         }
4476
4477                         ilb_group = ilb_group->next;
4478
4479                 } while (ilb_group != sd->groups);
4480         }
4481 unlock:
4482         rcu_read_unlock();
4483
4484 out_done:
4485         return ilb;
4486 }
4487 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
4488 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4489 {
4490         return nr_cpu_ids;
4491 }
4492 #endif
4493
4494 /*
4495  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick the
4496  * nohz_load_balancer CPU (if there is one) otherwise fallback to any idle
4497  * CPU (if there is one).
4498  */
4499 static void nohz_balancer_kick(int cpu)
4500 {
4501         int ilb_cpu;
4502
4503         nohz.next_balance++;
4504
4505         ilb_cpu = get_nohz_load_balancer();
4506
4507         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids) {
4508                 ilb_cpu = cpumask_first(nohz.idle_cpus_mask);
4509                 if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
4510                         return;
4511         }
4512
4513         if (!cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick) {
4514                 cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_balance_kick = 1;
4515
4516                 smp_mb();
4517                 /*
4518                  * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
4519                  * This way we generate a sched IPI on the target cpu which
4520                  * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
4521                  * will be run before returning from the IPI.
4522                  */
4523                 smp_send_reschedule(ilb_cpu);
4524         }
4525         return;
4526 }
4527
4528 /*
4529  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4530  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4531  * load balancing on behalf of all those cpus.
4532  *
4533  * When the ilb owner becomes busy, we will not have new ilb owner until some
4534  * idle CPU wakes up and goes back to idle or some busy CPU tries to kick
4535  * idle load balancing by kicking one of the idle CPUs.
4536  *
4537  * Ticks are stopped for the ilb owner as well, with busy CPU kicking this
4538  * ilb owner CPU in future (when there is a need for idle load balancing on
4539  * behalf of all idle CPUs).
4540  */
4541 void select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4542 {
4543         int cpu = smp_processor_id();
4544
4545         if (stop_tick) {
4546                 if (!cpu_active(cpu)) {
4547                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4548                                 return;
4549
4550                         /*
4551                          * If we are going offline and still the leader,
4552                          * give up!
4553                          */
4554                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
4555                                            nr_cpu_ids) != cpu)
4556                                 BUG();
4557
4558                         return;
4559                 }
4560
4561                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
4562
4563                 if (atomic_read(&nohz.first_pick_cpu) == cpu)
4564                         atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
4565                 if (atomic_read(&nohz.second_pick_cpu) == cpu)
4566                         atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
4567
4568                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) >= nr_cpu_ids) {
4569                         int new_ilb;
4570
4571                         /* make me the ilb owner */
4572                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids,
4573                                            cpu) != nr_cpu_ids)
4574                                 return;
4575
4576                         /*
4577                          * Check to see if there is a more power-efficient
4578                          * ilb.
4579                          */
4580                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
4581                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
4582                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, nr_cpu_ids);
4583                                 resched_cpu(new_ilb);
4584                                 return;
4585                         }
4586                         return;
4587                 }
4588         } else {
4589                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
4590                         return;
4591
4592                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
4593
4594                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4595                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu,
4596                                            nr_cpu_ids) != cpu)
4597                                 BUG();
4598         }
4599         return;
4600 }
4601 #endif
4602
4603 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4604
4605 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
4606
4607 /*
4608  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
4609  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
4610  */
4611 static void update_max_interval(void)
4612 {
4613         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
4614 }
4615
4616 /*
4617  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4618  * and initiates a balancing operation if so.
4619  *
4620  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4621  */
4622 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4623 {
4624         int balance = 1;
4625         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4626         unsigned long interval;
4627         struct sched_domain *sd;
4628         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4629         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4630         int update_next_balance = 0;
4631         int need_serialize;
4632
4633         update_shares(cpu);
4634
4635         rcu_read_lock();
4636         for_each_domain(cpu, sd) {
4637                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4638                         continue;
4639
4640                 interval = sd->balance_interval;
4641                 if (idle != CPU_IDLE)
4642                         interval *= sd->busy_factor;
4643
4644                 /* scale ms to jiffies */
4645                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4646                 interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
4647
4648                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4649
4650                 if (need_serialize) {
4651                         if (!spin_trylock(&balancing))
4652                                 goto out;
4653                 }
4654
4655                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4656                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4657                                 /*
4658                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4659                                  * longer idle.
4660                                  */
4661                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4662                         }
4663                         sd->last_balance = jiffies;
4664                 }
4665                 if (need_serialize)
4666                         spin_unlock(&balancing);
4667 out:
4668                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4669                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4670                         update_next_balance = 1;
4671                 }
4672
4673                 /*
4674                  * Stop the load balance at this level. There is another
4675                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4676                  * actively.
4677                  */
4678                 if (!balance)
4679                         break;
4680         }
4681         rcu_read_unlock();
4682
4683         /*
4684          * next_balance will be updated only when there is a need.
4685          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4686          * updated.
4687          */
4688         if (likely(update_next_balance))
4689                 rq->next_balance = next_balance;
4690 }
4691
4692 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4693 /*
4694  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle balance kickee will do the
4695  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4696  */
4697 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle)
4698 {
4699         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4700         struct rq *rq;
4701         int balance_cpu;
4702
4703         if (idle != CPU_IDLE || !this_rq->nohz_balance_kick)
4704                 return;
4705
4706         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
4707                 if (balance_cpu == this_cpu)
4708                         continue;
4709
4710                 /*
4711                  * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4712                  * work being done for other cpus. Next load
4713                  * balancing owner will pick it up.
4714                  */
4715                 if (need_resched()) {
4716                         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
4717                         break;
4718                 }
4719
4720                 raw_spin_lock_irq(&this_rq->lock);
4721                 update_rq_clock(this_rq);
4722                 update_cpu_load(this_rq);
4723                 raw_spin_unlock_irq(&this_rq->lock);
4724
4725                 rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4726
4727                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
4728                 if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4729                         this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4730         }
4731         nohz.next_balance = this_rq->next_balance;
4732         this_rq->nohz_balance_kick = 0;
4733 }
4734
4735 /*
4736  * Current heuristic for kicking the idle load balancer
4737  * - first_pick_cpu is the one of the busy CPUs. It will kick
4738  *   idle load balancer when it has more than one process active. This
4739  *   eliminates the need for idle load balancing altogether when we have
4740  *   only one running process in the system (common case).
4741  * - If there are more than one busy CPU, idle load balancer may have
4742  *   to run for active_load_balance to happen (i.e., two busy CPUs are
4743  *   SMT or core siblings and can run better if they move to different
4744  *   physical CPUs). So, second_pick_cpu is the second of the busy CPUs
4745  *   which will kick idle load balancer as soon as it has any load.
4746  */
4747 static inline int nohz_kick_needed(struct rq *rq, int cpu)
4748 {
4749         unsigned long now = jiffies;
4750         int ret;
4751         int first_pick_cpu, second_pick_cpu;
4752
4753         if (time_before(now, nohz.next_balance))
4754                 return 0;
4755
4756         if (idle_cpu(cpu))
4757                 return 0;
4758
4759         first_pick_cpu = atomic_read(&nohz.first_pick_cpu);
4760         second_pick_cpu = atomic_read(&nohz.second_pick_cpu);
4761
4762         if (first_pick_cpu < nr_cpu_ids && first_pick_cpu != cpu &&
4763             second_pick_cpu < nr_cpu_ids && second_pick_cpu != cpu)
4764                 return 0;
4765
4766         ret = atomic_cmpxchg(&nohz.first_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
4767         if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
4768                 atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, cpu, nr_cpu_ids);
4769                 if (rq->nr_running > 1)
4770                         return 1;
4771         } else {
4772                 ret = atomic_cmpxchg(&nohz.second_pick_cpu, nr_cpu_ids, cpu);
4773                 if (ret == nr_cpu_ids || ret == cpu) {
4774                         if (rq->nr_running)
4775                                 return 1;
4776                 }
4777         }
4778         return 0;
4779 }
4780 #else
4781 static void nohz_idle_balance(int this_cpu, enum cpu_idle_type idle) { }
4782 #endif
4783
4784 /*
4785  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4786  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
4787  */
4788 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4789 {
4790         int this_cpu = smp_processor_id();
4791         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4792         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
4793                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4794
4795         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4796
4797         /*
4798          * If this cpu has a pending nohz_balance_kick, then do the
4799          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4800          * stopped.
4801          */
4802         nohz_idle_balance(this_cpu, idle);
4803 }
4804
4805 static inline int on_null_domain(int cpu)
4806 {
4807         return !rcu_dereference_sched(cpu_rq(cpu)->sd);
4808 }
4809
4810 /*
4811  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4812  */
4813 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4814 {
4815         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4816         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4817             likely(!on_null_domain(cpu)))
4818                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4819 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4820         else if (nohz_kick_needed(rq, cpu) && likely(!on_null_domain(cpu)))
4821                 nohz_balancer_kick(cpu);
4822 #endif
4823 }
4824
4825 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
4826 {
4827         update_sysctl();
4828 }
4829
4830 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
4831 {
4832         update_sysctl();
4833 }
4834
4835 #else   /* CONFIG_SMP */
4836
4837 /*
4838  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4839  */
4840 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4841 {
4842 }
4843
4844 #endif /* CONFIG_SMP */
4845
4846 /*
4847  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class:
4848  */
4849 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
4850 {
4851         struct cfs_rq *cfs_rq;
4852         struct sched_entity *se = &curr->se;
4853
4854         for_each_sched_entity(se) {
4855                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4856                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
4857         }
4858 }
4859
4860 /*
4861  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
4862  *  - child not yet on the tasklist
4863  *  - preemption disabled
4864  */
4865 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
4866 {
4867         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(current);
4868         struct sched_entity *se = &p->se, *curr = cfs_rq->curr;
4869         int this_cpu = smp_processor_id();
4870         struct rq *rq = this_rq();
4871         unsigned long flags;
4872
4873         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
4874
4875         update_rq_clock(rq);
4876
4877         if (unlikely(task_cpu(p) != this_cpu)) {
4878                 rcu_read_lock();
4879                 __set_task_cpu(p, this_cpu);
4880                 rcu_read_unlock();
4881         }
4882
4883         update_curr(cfs_rq);
4884
4885         if (curr)
4886                 se->vruntime = curr->vruntime;
4887         place_entity(cfs_rq, se, 1);
4888
4889         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
4890                 /*
4891                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
4892                  * 'current' within the tree based on its new key value.
4893                  */
4894                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
4895                 resched_task(rq->curr);
4896         }
4897
4898         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4899
4900         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
4901 }
4902
4903 /*
4904  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
4905  * the current task.
4906  */
4907 static void
4908 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
4909 {
4910         if (!p->se.on_rq)
4911                 return;
4912
4913         /*
4914          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
4915          * our priority decreased, or if we are not currently running on
4916          * this runqueue and our priority is higher than the current's
4917          */
4918         if (rq->curr == p) {
4919                 if (p->prio > oldprio)
4920                         resched_task(rq->curr);
4921         } else
4922                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
4923 }
4924
4925 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4926 {
4927         struct sched_entity *se = &p->se;
4928         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4929
4930         /*
4931          * Ensure the task's vruntime is normalized, so that when its
4932          * switched back to the fair class the enqueue_entity(.flags=0) will
4933          * do the right thing.
4934          *
4935          * If it was on_rq, then the dequeue_entity(.flags=0) will already
4936          * have normalized the vruntime, if it was !on_rq, then only when
4937          * the task is sleeping will it still have non-normalized vruntime.
4938          */
4939         if (!se->on_rq && p->state != TASK_RUNNING) {
4940                 /*
4941                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
4942                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
4943                  */
4944                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4945                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4946         }
4947 }
4948
4949 /*
4950  * We switched to the sched_fair class.
4951  */
4952 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
4953 {
4954         if (!p->se.on_rq)
4955                 return;
4956
4957         /*
4958          * We were most likely switched from sched_rt, so
4959          * kick off the schedule if running, otherwise just see
4960          * if we can still preempt the current task.
4961          */
4962         if (rq->curr == p)
4963                 resched_task(rq->curr);
4964         else
4965                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
4966 }
4967
4968 /* Account for a task changing its policy or group.
4969  *
4970  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
4971  * migrates between groups/classes.
4972  */
4973 static void set_curr_task_fair(struct rq *rq)
4974 {
4975         struct sched_entity *se = &rq->curr->se;
4976
4977         for_each_sched_entity(se) {
4978                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4979
4980                 set_next_entity(cfs_rq, se);
4981                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
4982                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4983         }
4984 }
4985
4986 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4987 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p, int on_rq)
4988 {
4989         /*
4990          * If the task was not on the rq at the time of this cgroup movement
4991          * it must have been asleep, sleeping tasks keep their ->vruntime
4992          * absolute on their old rq until wakeup (needed for the fair sleeper
4993          * bonus in place_entity()).
4994          *
4995          * If it was on the rq, we've just 'preempted' it, which does convert
4996          * ->vruntime to a relative base.
4997          *
4998          * Make sure both cases convert their relative position when migrating
4999          * to another cgroup's rq. This does somewhat interfere with the
5000          * fair sleeper stuff for the first placement, but who cares.
5001          */
5002         if (!on_rq)
5003                 p->se.vruntime -= cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5004         set_task_rq(p, task_cpu(p));
5005         if (!on_rq)
5006                 p->se.vruntime += cfs_rq_of(&p->se)->min_vruntime;
5007 }
5008 #endif
5009
5010 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
5011 {
5012         struct sched_entity *se = &task->se;
5013         unsigned int rr_interval = 0;
5014
5015         /*
5016          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
5017          * idle runqueue:
5018          */
5019         if (rq->cfs.load.weight)
5020                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
5021
5022         return rr_interval;
5023 }
5024
5025 /*
5026  * All the scheduling class methods:
5027  */
5028 static const struct sched_class fair_sched_class = {
5029         .next                   = &idle_sched_class,
5030         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
5031         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
5032         .yield_task             = yield_task_fair,
5033         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
5034
5035         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
5036
5037         .pick_next_task         = pick_next_task_fair,
5038         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
5039
5040 #ifdef CONFIG_SMP
5041         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
5042
5043         .rq_online              = rq_online_fair,
5044         .rq_offline             = rq_offline_fair,
5045
5046         .task_waking            = task_waking_fair,
5047 #endif
5048
5049         .set_curr_task          = set_curr_task_fair,
5050         .task_tick              = task_tick_fair,
5051         .task_fork              = task_fork_fair,
5052
5053         .prio_changed           = prio_changed_fair,
5054         .switched_from          = switched_from_fair,
5055         .switched_to            = switched_to_fair,
5056
5057         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
5058
5059 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5060         .task_move_group        = task_move_group_fair,
5061 #endif
5062 };
5063
5064 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5065 static void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
5066 {
5067         struct cfs_rq *cfs_rq;
5068
5069         rcu_read_lock();
5070         for_each_leaf_cfs_rq(cpu_rq(cpu), cfs_rq)
5071                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
5072         rcu_read_unlock();
5073 }
5074 #endif