ring-buffer: Check if ring buffer iterator has stale data
[linux-2.6.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <linux/smp_lock.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/perf_event.h>
43 #include <linux/security.h>
44 #include <linux/notifier.h>
45 #include <linux/profile.h>
46 #include <linux/freezer.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/blkdev.h>
49 #include <linux/delay.h>
50 #include <linux/pid_namespace.h>
51 #include <linux/smp.h>
52 #include <linux/threads.h>
53 #include <linux/timer.h>
54 #include <linux/rcupdate.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/cpuset.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/kthread.h>
59 #include <linux/proc_fs.h>
60 #include <linux/seq_file.h>
61 #include <linux/sysctl.h>
62 #include <linux/syscalls.h>
63 #include <linux/times.h>
64 #include <linux/tsacct_kern.h>
65 #include <linux/kprobes.h>
66 #include <linux/delayacct.h>
67 #include <linux/unistd.h>
68 #include <linux/pagemap.h>
69 #include <linux/hrtimer.h>
70 #include <linux/tick.h>
71 #include <linux/debugfs.h>
72 #include <linux/ctype.h>
73 #include <linux/ftrace.h>
74
75 #include <asm/tlb.h>
76 #include <asm/irq_regs.h>
77
78 #include "sched_cpupri.h"
79
80 #define CREATE_TRACE_POINTS
81 #include <trace/events/sched.h>
82
83 /*
84  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
85  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
86  * and back.
87  */
88 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
89 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
90 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
91
92 /*
93  * 'User priority' is the nice value converted to something we
94  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
95  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
96  */
97 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
98 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
99 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
100
101 /*
102  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
103  */
104 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
105
106 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
107 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
108
109 /*
110  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
111  *
112  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
113  * Timeslices get refilled after they expire.
114  */
115 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
116
117 /*
118  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
119  */
120 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
121
122 static inline int rt_policy(int policy)
123 {
124         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
125                 return 1;
126         return 0;
127 }
128
129 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
130 {
131         return rt_policy(p->policy);
132 }
133
134 /*
135  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
136  */
137 struct rt_prio_array {
138         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
139         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
140 };
141
142 struct rt_bandwidth {
143         /* nests inside the rq lock: */
144         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
145         ktime_t                 rt_period;
146         u64                     rt_runtime;
147         struct hrtimer          rt_period_timer;
148 };
149
150 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
151
152 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
153
154 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
155 {
156         struct rt_bandwidth *rt_b =
157                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
158         ktime_t now;
159         int overrun;
160         int idle = 0;
161
162         for (;;) {
163                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
164                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
165
166                 if (!overrun)
167                         break;
168
169                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
170         }
171
172         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
173 }
174
175 static
176 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
177 {
178         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
179         rt_b->rt_runtime = runtime;
180
181         raw_spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
182
183         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
184                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
185         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
186 }
187
188 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
189 {
190         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
191 }
192
193 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
194 {
195         ktime_t now;
196
197         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
198                 return;
199
200         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
201                 return;
202
203         raw_spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
204         for (;;) {
205                 unsigned long delta;
206                 ktime_t soft, hard;
207
208                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
209                         break;
210
211                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
212                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
213
214                 soft = hrtimer_get_softexpires(&rt_b->rt_period_timer);
215                 hard = hrtimer_get_expires(&rt_b->rt_period_timer);
216                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
217                 __hrtimer_start_range_ns(&rt_b->rt_period_timer, soft, delta,
218                                 HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
219         }
220         raw_spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
221 }
222
223 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
224 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
225 {
226         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
227 }
228 #endif
229
230 /*
231  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
232  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
233  */
234 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
235
236 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
237
238 #include <linux/cgroup.h>
239
240 struct cfs_rq;
241
242 static LIST_HEAD(task_groups);
243
244 /* task group related information */
245 struct task_group {
246 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
247         struct cgroup_subsys_state css;
248 #endif
249
250 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
251         uid_t uid;
252 #endif
253
254 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
255         /* schedulable entities of this group on each cpu */
256         struct sched_entity **se;
257         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
258         struct cfs_rq **cfs_rq;
259         unsigned long shares;
260 #endif
261
262 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
263         struct sched_rt_entity **rt_se;
264         struct rt_rq **rt_rq;
265
266         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
267 #endif
268
269         struct rcu_head rcu;
270         struct list_head list;
271
272         struct task_group *parent;
273         struct list_head siblings;
274         struct list_head children;
275 };
276
277 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
278
279 /* Helper function to pass uid information to create_sched_user() */
280 void set_tg_uid(struct user_struct *user)
281 {
282         user->tg->uid = user->uid;
283 }
284
285 /*
286  * Root task group.
287  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
288  *      be a child to this group.
289  */
290 struct task_group root_task_group;
291
292 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
293 /* Default task group's sched entity on each cpu */
294 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
295 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
296 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct cfs_rq, init_tg_cfs_rq);
297 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
298
299 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
300 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
301 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rt_rq, init_rt_rq_var);
302 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
303 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
304 #define root_task_group init_task_group
305 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
306
307 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
308  * a task group's cpu shares.
309  */
310 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
311
312 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
313
314 #ifdef CONFIG_SMP
315 static int root_task_group_empty(void)
316 {
317         return list_empty(&root_task_group.children);
318 }
319 #endif
320
321 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
322 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
323 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
324 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
325 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
326
327 /*
328  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
329  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
330  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
331  * too large, so as the shares value of a task group.
332  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
333  *  limitation from this.)
334  */
335 #define MIN_SHARES      2
336 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
337
338 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
339 #endif
340
341 /* Default task group.
342  *      Every task in system belong to this group at bootup.
343  */
344 struct task_group init_task_group;
345
346 /* return group to which a task belongs */
347 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
348 {
349         struct task_group *tg;
350
351 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
352         rcu_read_lock();
353         tg = __task_cred(p)->user->tg;
354         rcu_read_unlock();
355 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
356         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
357                                 struct task_group, css);
358 #else
359         tg = &init_task_group;
360 #endif
361         return tg;
362 }
363
364 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
365 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
366 {
367 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
368         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
369         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
370 #endif
371
372 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
373         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
374         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
375 #endif
376 }
377
378 #else
379
380 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
381 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
382 {
383         return NULL;
384 }
385
386 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
387
388 /* CFS-related fields in a runqueue */
389 struct cfs_rq {
390         struct load_weight load;
391         unsigned long nr_running;
392
393         u64 exec_clock;
394         u64 min_vruntime;
395
396         struct rb_root tasks_timeline;
397         struct rb_node *rb_leftmost;
398
399         struct list_head tasks;
400         struct list_head *balance_iterator;
401
402         /*
403          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
404          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
405          */
406         struct sched_entity *curr, *next, *last;
407
408         unsigned int nr_spread_over;
409
410 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
411         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
412
413         /*
414          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
415          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
416          * (like users, containers etc.)
417          *
418          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
419          * list is used during load balance.
420          */
421         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
422         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
423
424 #ifdef CONFIG_SMP
425         /*
426          * the part of load.weight contributed by tasks
427          */
428         unsigned long task_weight;
429
430         /*
431          *   h_load = weight * f(tg)
432          *
433          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
434          * this group.
435          */
436         unsigned long h_load;
437
438         /*
439          * this cpu's part of tg->shares
440          */
441         unsigned long shares;
442
443         /*
444          * load.weight at the time we set shares
445          */
446         unsigned long rq_weight;
447 #endif
448 #endif
449 };
450
451 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
452 struct rt_rq {
453         struct rt_prio_array active;
454         unsigned long rt_nr_running;
455 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
456         struct {
457                 int curr; /* highest queued rt task prio */
458 #ifdef CONFIG_SMP
459                 int next; /* next highest */
460 #endif
461         } highest_prio;
462 #endif
463 #ifdef CONFIG_SMP
464         unsigned long rt_nr_migratory;
465         unsigned long rt_nr_total;
466         int overloaded;
467         struct plist_head pushable_tasks;
468 #endif
469         int rt_throttled;
470         u64 rt_time;
471         u64 rt_runtime;
472         /* Nests inside the rq lock: */
473         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
474
475 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
476         unsigned long rt_nr_boosted;
477
478         struct rq *rq;
479         struct list_head leaf_rt_rq_list;
480         struct task_group *tg;
481         struct sched_rt_entity *rt_se;
482 #endif
483 };
484
485 #ifdef CONFIG_SMP
486
487 /*
488  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
489  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
490  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
491  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
492  * object.
493  *
494  */
495 struct root_domain {
496         atomic_t refcount;
497         cpumask_var_t span;
498         cpumask_var_t online;
499
500         /*
501          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
502          * one runnable RT task.
503          */
504         cpumask_var_t rto_mask;
505         atomic_t rto_count;
506 #ifdef CONFIG_SMP
507         struct cpupri cpupri;
508 #endif
509 };
510
511 /*
512  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
513  * members (mimicking the global state we have today).
514  */
515 static struct root_domain def_root_domain;
516
517 #endif
518
519 /*
520  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
521  *
522  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
523  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
524  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
525  */
526 struct rq {
527         /* runqueue lock: */
528         raw_spinlock_t lock;
529
530         /*
531          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
532          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
533          */
534         unsigned long nr_running;
535         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
536         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
537 #ifdef CONFIG_NO_HZ
538         unsigned char in_nohz_recently;
539 #endif
540         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
541         struct load_weight load;
542         unsigned long nr_load_updates;
543         u64 nr_switches;
544
545         struct cfs_rq cfs;
546         struct rt_rq rt;
547
548 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
549         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
550         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
551 #endif
552 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
553         struct list_head leaf_rt_rq_list;
554 #endif
555
556         /*
557          * This is part of a global counter where only the total sum
558          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
559          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
560          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
561          */
562         unsigned long nr_uninterruptible;
563
564         struct task_struct *curr, *idle;
565         unsigned long next_balance;
566         struct mm_struct *prev_mm;
567
568         u64 clock;
569
570         atomic_t nr_iowait;
571
572 #ifdef CONFIG_SMP
573         struct root_domain *rd;
574         struct sched_domain *sd;
575
576         unsigned char idle_at_tick;
577         /* For active balancing */
578         int post_schedule;
579         int active_balance;
580         int push_cpu;
581         /* cpu of this runqueue: */
582         int cpu;
583         int online;
584
585         unsigned long avg_load_per_task;
586
587         struct task_struct *migration_thread;
588         struct list_head migration_queue;
589
590         u64 rt_avg;
591         u64 age_stamp;
592         u64 idle_stamp;
593         u64 avg_idle;
594 #endif
595
596         /* calc_load related fields */
597         unsigned long calc_load_update;
598         long calc_load_active;
599
600 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
601 #ifdef CONFIG_SMP
602         int hrtick_csd_pending;
603         struct call_single_data hrtick_csd;
604 #endif
605         struct hrtimer hrtick_timer;
606 #endif
607
608 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
609         /* latency stats */
610         struct sched_info rq_sched_info;
611         unsigned long long rq_cpu_time;
612         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
613
614         /* sys_sched_yield() stats */
615         unsigned int yld_count;
616
617         /* schedule() stats */
618         unsigned int sched_switch;
619         unsigned int sched_count;
620         unsigned int sched_goidle;
621
622         /* try_to_wake_up() stats */
623         unsigned int ttwu_count;
624         unsigned int ttwu_local;
625
626         /* BKL stats */
627         unsigned int bkl_count;
628 #endif
629 };
630
631 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
632
633 static inline
634 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
635 {
636         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
637 }
638
639 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
640 {
641 #ifdef CONFIG_SMP
642         return rq->cpu;
643 #else
644         return 0;
645 #endif
646 }
647
648 /*
649  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
650  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
651  *
652  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
653  * preempt-disabled sections.
654  */
655 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
656         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
657
658 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
659 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
660 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
661 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
662 #define raw_rq()                (&__raw_get_cpu_var(runqueues))
663
664 inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
665 {
666         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
667 }
668
669 /*
670  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
671  */
672 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
673 # define const_debug __read_mostly
674 #else
675 # define const_debug static const
676 #endif
677
678 /**
679  * runqueue_is_locked
680  * @cpu: the processor in question.
681  *
682  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
683  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
684  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
685  */
686 int runqueue_is_locked(int cpu)
687 {
688         return raw_spin_is_locked(&cpu_rq(cpu)->lock);
689 }
690
691 /*
692  * Debugging: various feature bits
693  */
694
695 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
696         __SCHED_FEAT_##name ,
697
698 enum {
699 #include "sched_features.h"
700 };
701
702 #undef SCHED_FEAT
703
704 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
705         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
706
707 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
708 #include "sched_features.h"
709         0;
710
711 #undef SCHED_FEAT
712
713 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
714 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
715         #name ,
716
717 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
718 #include "sched_features.h"
719         NULL
720 };
721
722 #undef SCHED_FEAT
723
724 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
725 {
726         int i;
727
728         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
729                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
730                         seq_puts(m, "NO_");
731                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
732         }
733         seq_puts(m, "\n");
734
735         return 0;
736 }
737
738 static ssize_t
739 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
740                 size_t cnt, loff_t *ppos)
741 {
742         char buf[64];
743         char *cmp = buf;
744         int neg = 0;
745         int i;
746
747         if (cnt > 63)
748                 cnt = 63;
749
750         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
751                 return -EFAULT;
752
753         buf[cnt] = 0;
754
755         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
756                 neg = 1;
757                 cmp += 3;
758         }
759
760         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
761                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
762
763                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
764                         if (neg)
765                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
766                         else
767                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
768                         break;
769                 }
770         }
771
772         if (!sched_feat_names[i])
773                 return -EINVAL;
774
775         *ppos += cnt;
776
777         return cnt;
778 }
779
780 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
781 {
782         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
783 }
784
785 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
786         .open           = sched_feat_open,
787         .write          = sched_feat_write,
788         .read           = seq_read,
789         .llseek         = seq_lseek,
790         .release        = single_release,
791 };
792
793 static __init int sched_init_debug(void)
794 {
795         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
796                         &sched_feat_fops);
797
798         return 0;
799 }
800 late_initcall(sched_init_debug);
801
802 #endif
803
804 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
805
806 /*
807  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
808  * Limited because this is done with IRQs disabled.
809  */
810 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
811
812 /*
813  * ratelimit for updating the group shares.
814  * default: 0.25ms
815  */
816 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
817 unsigned int normalized_sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
818
819 /*
820  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
821  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
822  * default: 4
823  */
824 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
825
826 /*
827  * period over which we average the RT time consumption, measured
828  * in ms.
829  *
830  * default: 1s
831  */
832 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
833
834 /*
835  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
836  * default: 1s
837  */
838 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
839
840 static __read_mostly int scheduler_running;
841
842 /*
843  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
844  * default: 0.95s
845  */
846 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
847
848 static inline u64 global_rt_period(void)
849 {
850         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
851 }
852
853 static inline u64 global_rt_runtime(void)
854 {
855         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
856                 return RUNTIME_INF;
857
858         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
859 }
860
861 #ifndef prepare_arch_switch
862 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
863 #endif
864 #ifndef finish_arch_switch
865 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
866 #endif
867
868 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
869 {
870         return rq->curr == p;
871 }
872
873 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
874 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
875 {
876         return task_current(rq, p);
877 }
878
879 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
880 {
881 }
882
883 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
884 {
885 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
886         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
887         rq->lock.owner = current;
888 #endif
889         /*
890          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
891          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
892          * prev into current:
893          */
894         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
895
896         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
897 }
898
899 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
900 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
901 {
902 #ifdef CONFIG_SMP
903         return p->oncpu;
904 #else
905         return task_current(rq, p);
906 #endif
907 }
908
909 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
910 {
911 #ifdef CONFIG_SMP
912         /*
913          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
914          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
915          * here.
916          */
917         next->oncpu = 1;
918 #endif
919 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
920         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
921 #else
922         raw_spin_unlock(&rq->lock);
923 #endif
924 }
925
926 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
927 {
928 #ifdef CONFIG_SMP
929         /*
930          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
931          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
932          * finished.
933          */
934         smp_wmb();
935         prev->oncpu = 0;
936 #endif
937 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
938         local_irq_enable();
939 #endif
940 }
941 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
942
943 /*
944  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
945  * Must be called interrupts disabled.
946  */
947 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
948         __acquires(rq->lock)
949 {
950         for (;;) {
951                 struct rq *rq = task_rq(p);
952                 raw_spin_lock(&rq->lock);
953                 if (likely(rq == task_rq(p)))
954                         return rq;
955                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
956         }
957 }
958
959 /*
960  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
961  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
962  * explicitly disabling preemption.
963  */
964 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
965         __acquires(rq->lock)
966 {
967         struct rq *rq;
968
969         for (;;) {
970                 local_irq_save(*flags);
971                 rq = task_rq(p);
972                 raw_spin_lock(&rq->lock);
973                 if (likely(rq == task_rq(p)))
974                         return rq;
975                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
976         }
977 }
978
979 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
980 {
981         struct rq *rq = task_rq(p);
982
983         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
984         raw_spin_unlock_wait(&rq->lock);
985 }
986
987 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
988         __releases(rq->lock)
989 {
990         raw_spin_unlock(&rq->lock);
991 }
992
993 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
994         __releases(rq->lock)
995 {
996         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
997 }
998
999 /*
1000  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1001  */
1002 static struct rq *this_rq_lock(void)
1003         __acquires(rq->lock)
1004 {
1005         struct rq *rq;
1006
1007         local_irq_disable();
1008         rq = this_rq();
1009         raw_spin_lock(&rq->lock);
1010
1011         return rq;
1012 }
1013
1014 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1015 /*
1016  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1017  *
1018  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1019  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1020  * reschedule event.
1021  *
1022  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1023  * rq->lock.
1024  */
1025
1026 /*
1027  * Use hrtick when:
1028  *  - enabled by features
1029  *  - hrtimer is actually high res
1030  */
1031 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1032 {
1033         if (!sched_feat(HRTICK))
1034                 return 0;
1035         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1036                 return 0;
1037         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1038 }
1039
1040 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1041 {
1042         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1043                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1044 }
1045
1046 /*
1047  * High-resolution timer tick.
1048  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1049  */
1050 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1051 {
1052         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1053
1054         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1055
1056         raw_spin_lock(&rq->lock);
1057         update_rq_clock(rq);
1058         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1059         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1060
1061         return HRTIMER_NORESTART;
1062 }
1063
1064 #ifdef CONFIG_SMP
1065 /*
1066  * called from hardirq (IPI) context
1067  */
1068 static void __hrtick_start(void *arg)
1069 {
1070         struct rq *rq = arg;
1071
1072         raw_spin_lock(&rq->lock);
1073         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1074         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1075         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1076 }
1077
1078 /*
1079  * Called to set the hrtick timer state.
1080  *
1081  * called with rq->lock held and irqs disabled
1082  */
1083 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1084 {
1085         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1086         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1087
1088         hrtimer_set_expires(timer, time);
1089
1090         if (rq == this_rq()) {
1091                 hrtimer_restart(timer);
1092         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1093                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1094                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1095         }
1096 }
1097
1098 static int
1099 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1100 {
1101         int cpu = (int)(long)hcpu;
1102
1103         switch (action) {
1104         case CPU_UP_CANCELED:
1105         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1106         case CPU_DOWN_PREPARE:
1107         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1108         case CPU_DEAD:
1109         case CPU_DEAD_FROZEN:
1110                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1111                 return NOTIFY_OK;
1112         }
1113
1114         return NOTIFY_DONE;
1115 }
1116
1117 static __init void init_hrtick(void)
1118 {
1119         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1120 }
1121 #else
1122 /*
1123  * Called to set the hrtick timer state.
1124  *
1125  * called with rq->lock held and irqs disabled
1126  */
1127 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1128 {
1129         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1130                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
1131 }
1132
1133 static inline void init_hrtick(void)
1134 {
1135 }
1136 #endif /* CONFIG_SMP */
1137
1138 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1139 {
1140 #ifdef CONFIG_SMP
1141         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1142
1143         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1144         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1145         rq->hrtick_csd.info = rq;
1146 #endif
1147
1148         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1149         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1150 }
1151 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1152 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1153 {
1154 }
1155
1156 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1157 {
1158 }
1159
1160 static inline void init_hrtick(void)
1161 {
1162 }
1163 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1164
1165 /*
1166  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1167  *
1168  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1169  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1170  * the target CPU.
1171  */
1172 #ifdef CONFIG_SMP
1173
1174 #ifndef tsk_is_polling
1175 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1176 #endif
1177
1178 static void resched_task(struct task_struct *p)
1179 {
1180         int cpu;
1181
1182         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1183
1184         if (test_tsk_need_resched(p))
1185                 return;
1186
1187         set_tsk_need_resched(p);
1188
1189         cpu = task_cpu(p);
1190         if (cpu == smp_processor_id())
1191                 return;
1192
1193         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1194         smp_mb();
1195         if (!tsk_is_polling(p))
1196                 smp_send_reschedule(cpu);
1197 }
1198
1199 static void resched_cpu(int cpu)
1200 {
1201         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1202         unsigned long flags;
1203
1204         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1205                 return;
1206         resched_task(cpu_curr(cpu));
1207         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1208 }
1209
1210 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1211 /*
1212  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1213  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1214  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1215  * idle system the next event might even be infinite time into the
1216  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1217  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1218  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1219  * wheel for the next timer event.
1220  */
1221 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1222 {
1223         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1224
1225         if (cpu == smp_processor_id())
1226                 return;
1227
1228         /*
1229          * This is safe, as this function is called with the timer
1230          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1231          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1232          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1233          * timer into account automatically.
1234          */
1235         if (rq->curr != rq->idle)
1236                 return;
1237
1238         /*
1239          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1240          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1241          * idle task through an additional NOOP schedule()
1242          */
1243         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1244
1245         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1246         smp_mb();
1247         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1248                 smp_send_reschedule(cpu);
1249 }
1250 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1251
1252 static u64 sched_avg_period(void)
1253 {
1254         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1255 }
1256
1257 static void sched_avg_update(struct rq *rq)
1258 {
1259         s64 period = sched_avg_period();
1260
1261         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
1262                 rq->age_stamp += period;
1263                 rq->rt_avg /= 2;
1264         }
1265 }
1266
1267 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1268 {
1269         rq->rt_avg += rt_delta;
1270         sched_avg_update(rq);
1271 }
1272
1273 #else /* !CONFIG_SMP */
1274 static void resched_task(struct task_struct *p)
1275 {
1276         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1277         set_tsk_need_resched(p);
1278 }
1279
1280 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1281 {
1282 }
1283 #endif /* CONFIG_SMP */
1284
1285 #if BITS_PER_LONG == 32
1286 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1287 #else
1288 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1289 #endif
1290
1291 #define WMULT_SHIFT     32
1292
1293 /*
1294  * Shift right and round:
1295  */
1296 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1297
1298 /*
1299  * delta *= weight / lw
1300  */
1301 static unsigned long
1302 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1303                 struct load_weight *lw)
1304 {
1305         u64 tmp;
1306
1307         if (!lw->inv_weight) {
1308                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1309                         lw->inv_weight = 1;
1310                 else
1311                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1312                                 / (lw->weight+1);
1313         }
1314
1315         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1316         /*
1317          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1318          */
1319         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1320                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1321                         WMULT_SHIFT/2);
1322         else
1323                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1324
1325         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1326 }
1327
1328 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1329 {
1330         lw->weight += inc;
1331         lw->inv_weight = 0;
1332 }
1333
1334 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1335 {
1336         lw->weight -= dec;
1337         lw->inv_weight = 0;
1338 }
1339
1340 /*
1341  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1342  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1343  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1344  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1345  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1346  * slice expiry etc.
1347  */
1348
1349 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1350 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1351
1352 /*
1353  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1354  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1355  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1356  * that remained on nice 0.
1357  *
1358  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1359  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1360  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1361  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1362  * the relative distance between them is ~25%.)
1363  */
1364 static const int prio_to_weight[40] = {
1365  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1366  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1367  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1368  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1369  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1370  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1371  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1372  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1373 };
1374
1375 /*
1376  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1377  *
1378  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1379  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1380  * into multiplications:
1381  */
1382 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1383  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1384  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1385  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1386  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1387  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1388  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1389  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1390  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1391 };
1392
1393 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1394
1395 /*
1396  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1397  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1398  * structures to the load-balancing proper:
1399  */
1400 struct rq_iterator {
1401         void *arg;
1402         struct task_struct *(*start)(void *);
1403         struct task_struct *(*next)(void *);
1404 };
1405
1406 #ifdef CONFIG_SMP
1407 static unsigned long
1408 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1409               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1410               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1411               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1412
1413 static int
1414 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1415                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1416                    struct rq_iterator *iterator);
1417 #endif
1418
1419 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1420 enum cpuacct_stat_index {
1421         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1422         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1423
1424         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1425 };
1426
1427 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1428 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1429 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1430                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1431 #else
1432 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1433 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1434                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1435 #endif
1436
1437 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1438 {
1439         update_load_add(&rq->load, load);
1440 }
1441
1442 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1443 {
1444         update_load_sub(&rq->load, load);
1445 }
1446
1447 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1448 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1449
1450 /*
1451  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1452  * leaving it for the final time.
1453  */
1454 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1455 {
1456         struct task_group *parent, *child;
1457         int ret;
1458
1459         rcu_read_lock();
1460         parent = &root_task_group;
1461 down:
1462         ret = (*down)(parent, data);
1463         if (ret)
1464                 goto out_unlock;
1465         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1466                 parent = child;
1467                 goto down;
1468
1469 up:
1470                 continue;
1471         }
1472         ret = (*up)(parent, data);
1473         if (ret)
1474                 goto out_unlock;
1475
1476         child = parent;
1477         parent = parent->parent;
1478         if (parent)
1479                 goto up;
1480 out_unlock:
1481         rcu_read_unlock();
1482
1483         return ret;
1484 }
1485
1486 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1487 {
1488         return 0;
1489 }
1490 #endif
1491
1492 #ifdef CONFIG_SMP
1493 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1494 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1495 {
1496         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1497 }
1498
1499 /*
1500  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
1501  * according to the scheduling class and "nice" value.
1502  *
1503  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
1504  * balance conservatively.
1505  */
1506 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
1507 {
1508         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1509         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1510
1511         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1512                 return total;
1513
1514         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
1515 }
1516
1517 /*
1518  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
1519  * according to the scheduling class and "nice" value.
1520  */
1521 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
1522 {
1523         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1524         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1525
1526         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1527                 return total;
1528
1529         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
1530 }
1531
1532 static struct sched_group *group_of(int cpu)
1533 {
1534         struct sched_domain *sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
1535
1536         if (!sd)
1537                 return NULL;
1538
1539         return sd->groups;
1540 }
1541
1542 static unsigned long power_of(int cpu)
1543 {
1544         struct sched_group *group = group_of(cpu);
1545
1546         if (!group)
1547                 return SCHED_LOAD_SCALE;
1548
1549         return group->cpu_power;
1550 }
1551
1552 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1553
1554 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1555 {
1556         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1557         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1558
1559         if (nr_running)
1560                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1561         else
1562                 rq->avg_load_per_task = 0;
1563
1564         return rq->avg_load_per_task;
1565 }
1566
1567 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1568
1569 static __read_mostly unsigned long *update_shares_data;
1570
1571 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1572
1573 /*
1574  * Calculate and set the cpu's group shares.
1575  */
1576 static void update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1577                                     unsigned long sd_shares,
1578                                     unsigned long sd_rq_weight,
1579                                     unsigned long *usd_rq_weight)
1580 {
1581         unsigned long shares, rq_weight;
1582         int boost = 0;
1583
1584         rq_weight = usd_rq_weight[cpu];
1585         if (!rq_weight) {
1586                 boost = 1;
1587                 rq_weight = NICE_0_LOAD;
1588         }
1589
1590         /*
1591          *             \Sum_j shares_j * rq_weight_i
1592          * shares_i =  -----------------------------
1593          *                  \Sum_j rq_weight_j
1594          */
1595         shares = (sd_shares * rq_weight) / sd_rq_weight;
1596         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1597
1598         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1599                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1600                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1601                 unsigned long flags;
1602
1603                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1604                 tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight = boost ? 0 : rq_weight;
1605                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = boost ? 0 : shares;
1606                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1607                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1608         }
1609 }
1610
1611 /*
1612  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1613  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1614  * parent group depends on the shares of its child groups.
1615  */
1616 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1617 {
1618         unsigned long weight, rq_weight = 0, sum_weight = 0, shares = 0;
1619         unsigned long *usd_rq_weight;
1620         struct sched_domain *sd = data;
1621         unsigned long flags;
1622         int i;
1623
1624         if (!tg->se[0])
1625                 return 0;
1626
1627         local_irq_save(flags);
1628         usd_rq_weight = per_cpu_ptr(update_shares_data, smp_processor_id());
1629
1630         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1631                 weight = tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1632                 usd_rq_weight[i] = weight;
1633
1634                 rq_weight += weight;
1635                 /*
1636                  * If there are currently no tasks on the cpu pretend there
1637                  * is one of average load so that when a new task gets to
1638                  * run here it will not get delayed by group starvation.
1639                  */
1640                 if (!weight)
1641                         weight = NICE_0_LOAD;
1642
1643                 sum_weight += weight;
1644                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1645         }
1646
1647         if (!rq_weight)
1648                 rq_weight = sum_weight;
1649
1650         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1651                 shares = tg->shares;
1652
1653         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1654                 shares = tg->shares;
1655
1656         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd))
1657                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight, usd_rq_weight);
1658
1659         local_irq_restore(flags);
1660
1661         return 0;
1662 }
1663
1664 /*
1665  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1666  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1667  * group is a fraction of its parents load.
1668  */
1669 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1670 {
1671         unsigned long load;
1672         long cpu = (long)data;
1673
1674         if (!tg->parent) {
1675                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1676         } else {
1677                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1678                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1679                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1680         }
1681
1682         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1683
1684         return 0;
1685 }
1686
1687 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1688 {
1689         s64 elapsed;
1690         u64 now;
1691
1692         if (root_task_group_empty())
1693                 return;
1694
1695         now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1696         elapsed = now - sd->last_update;
1697
1698         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1699                 sd->last_update = now;
1700                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1701         }
1702 }
1703
1704 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1705 {
1706         if (root_task_group_empty())
1707                 return;
1708
1709         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1710         update_shares(sd);
1711         raw_spin_lock(&rq->lock);
1712 }
1713
1714 static void update_h_load(long cpu)
1715 {
1716         if (root_task_group_empty())
1717                 return;
1718
1719         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1720 }
1721
1722 #else
1723
1724 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1725 {
1726 }
1727
1728 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1729 {
1730 }
1731
1732 #endif
1733
1734 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1735
1736 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1737
1738 /*
1739  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1740  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1741  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1742  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1743  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1744  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1745  */
1746 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1747         __releases(this_rq->lock)
1748         __acquires(busiest->lock)
1749         __acquires(this_rq->lock)
1750 {
1751         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1752         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1753
1754         return 1;
1755 }
1756
1757 #else
1758 /*
1759  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1760  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1761  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1762  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1763  * regardless of entry order into the function.
1764  */
1765 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1766         __releases(this_rq->lock)
1767         __acquires(busiest->lock)
1768         __acquires(this_rq->lock)
1769 {
1770         int ret = 0;
1771
1772         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1773                 if (busiest < this_rq) {
1774                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1775                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1776                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1777                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1778                         ret = 1;
1779                 } else
1780                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1781                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1782         }
1783         return ret;
1784 }
1785
1786 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1787
1788 /*
1789  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1790  */
1791 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1792 {
1793         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1794                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1795                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1796                 BUG_ON(1);
1797         }
1798
1799         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1800 }
1801
1802 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1803         __releases(busiest->lock)
1804 {
1805         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1806         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1807 }
1808 #endif
1809
1810 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1811 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1812 {
1813 #ifdef CONFIG_SMP
1814         cfs_rq->shares = shares;
1815 #endif
1816 }
1817 #endif
1818
1819 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq);
1820 static void update_sysctl(void);
1821 static int get_update_sysctl_factor(void);
1822
1823 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1824 {
1825         set_task_rq(p, cpu);
1826 #ifdef CONFIG_SMP
1827         /*
1828          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1829          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1830          * per-task data have been completed by this moment.
1831          */
1832         smp_wmb();
1833         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1834 #endif
1835 }
1836
1837 #include "sched_stats.h"
1838 #include "sched_idletask.c"
1839 #include "sched_fair.c"
1840 #include "sched_rt.c"
1841 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1842 # include "sched_debug.c"
1843 #endif
1844
1845 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1846 #define for_each_class(class) \
1847    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1848
1849 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1850 {
1851         rq->nr_running++;
1852 }
1853
1854 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1855 {
1856         rq->nr_running--;
1857 }
1858
1859 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1860 {
1861         if (task_has_rt_policy(p)) {
1862                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1863                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1864                 return;
1865         }
1866
1867         /*
1868          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1869          */
1870         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1871                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1872                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1873                 return;
1874         }
1875
1876         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1877         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1878 }
1879
1880 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1881 {
1882         s64 diff = sample - *avg;
1883         *avg += diff >> 3;
1884 }
1885
1886 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1887 {
1888         if (wakeup)
1889                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1890
1891         sched_info_queued(p);
1892         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1893         p->se.on_rq = 1;
1894 }
1895
1896 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1897 {
1898         if (sleep) {
1899                 if (p->se.last_wakeup) {
1900                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1901                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1902                         p->se.last_wakeup = 0;
1903                 } else {
1904                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1905                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1906                 }
1907         }
1908
1909         sched_info_dequeued(p);
1910         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1911         p->se.on_rq = 0;
1912 }
1913
1914 /*
1915  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1916  */
1917 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1918 {
1919         return p->static_prio;
1920 }
1921
1922 /*
1923  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1924  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1925  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1926  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1927  * estimator recalculates.
1928  */
1929 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1930 {
1931         int prio;
1932
1933         if (task_has_rt_policy(p))
1934                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1935         else
1936                 prio = __normal_prio(p);
1937         return prio;
1938 }
1939
1940 /*
1941  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1942  * taken into account by the scheduler. This value might
1943  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1944  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1945  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1946  */
1947 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1948 {
1949         p->normal_prio = normal_prio(p);
1950         /*
1951          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1952          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1953          * to the normal priority:
1954          */
1955         if (!rt_prio(p->prio))
1956                 return p->normal_prio;
1957         return p->prio;
1958 }
1959
1960 /*
1961  * activate_task - move a task to the runqueue.
1962  */
1963 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1964 {
1965         if (task_contributes_to_load(p))
1966                 rq->nr_uninterruptible--;
1967
1968         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1969         inc_nr_running(rq);
1970 }
1971
1972 /*
1973  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1974  */
1975 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1976 {
1977         if (task_contributes_to_load(p))
1978                 rq->nr_uninterruptible++;
1979
1980         dequeue_task(rq, p, sleep);
1981         dec_nr_running(rq);
1982 }
1983
1984 /**
1985  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1986  * @p: the task in question.
1987  */
1988 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1989 {
1990         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1991 }
1992
1993 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1994                                        const struct sched_class *prev_class,
1995                                        int oldprio, int running)
1996 {
1997         if (prev_class != p->sched_class) {
1998                 if (prev_class->switched_from)
1999                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
2000                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
2001         } else
2002                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
2003 }
2004
2005 #ifdef CONFIG_SMP
2006 /*
2007  * Is this task likely cache-hot:
2008  */
2009 static int
2010 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
2011 {
2012         s64 delta;
2013
2014         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
2015                 return 0;
2016
2017         /*
2018          * Buddy candidates are cache hot:
2019          */
2020         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
2021                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
2022                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
2023                 return 1;
2024
2025         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
2026                 return 1;
2027         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
2028                 return 0;
2029
2030         delta = now - p->se.exec_start;
2031
2032         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
2033 }
2034
2035 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2036 {
2037 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2038         /*
2039          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
2040          * ttwu() will sort out the placement.
2041          */
2042         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
2043                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
2044 #endif
2045
2046         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2047
2048         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
2049                 p->se.nr_migrations++;
2050                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, 1, NULL, 0);
2051         }
2052
2053         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2054 }
2055
2056 struct migration_req {
2057         struct list_head list;
2058
2059         struct task_struct *task;
2060         int dest_cpu;
2061
2062         struct completion done;
2063 };
2064
2065 /*
2066  * The task's runqueue lock must be held.
2067  * Returns true if you have to wait for migration thread.
2068  */
2069 static int
2070 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
2071 {
2072         struct rq *rq = task_rq(p);
2073
2074         /*
2075          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
2076          * the next wake-up will properly place the task.
2077          */
2078         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p))
2079                 return 0;
2080
2081         init_completion(&req->done);
2082         req->task = p;
2083         req->dest_cpu = dest_cpu;
2084         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2085
2086         return 1;
2087 }
2088
2089 /*
2090  * wait_task_context_switch -   wait for a thread to complete at least one
2091  *                              context switch.
2092  *
2093  * @p must not be current.
2094  */
2095 void wait_task_context_switch(struct task_struct *p)
2096 {
2097         unsigned long nvcsw, nivcsw, flags;
2098         int running;
2099         struct rq *rq;
2100
2101         nvcsw   = p->nvcsw;
2102         nivcsw  = p->nivcsw;
2103         for (;;) {
2104                 /*
2105                  * The runqueue is assigned before the actual context
2106                  * switch. We need to take the runqueue lock.
2107                  *
2108                  * We could check initially without the lock but it is
2109                  * very likely that we need to take the lock in every
2110                  * iteration.
2111                  */
2112                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2113                 running = task_running(rq, p);
2114                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2115
2116                 if (likely(!running))
2117                         break;
2118                 /*
2119                  * The switch count is incremented before the actual
2120                  * context switch. We thus wait for two switches to be
2121                  * sure at least one completed.
2122                  */
2123                 if ((p->nvcsw - nvcsw) > 1)
2124                         break;
2125                 if ((p->nivcsw - nivcsw) > 1)
2126                         break;
2127
2128                 cpu_relax();
2129         }
2130 }
2131
2132 /*
2133  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2134  *
2135  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2136  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2137  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2138  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2139  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2140  * @p has remained unscheduled the whole time.
2141  *
2142  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2143  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2144  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2145  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2146  * waiting to become inactive.
2147  */
2148 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2149 {
2150         unsigned long flags;
2151         int running, on_rq;
2152         unsigned long ncsw;
2153         struct rq *rq;
2154
2155         for (;;) {
2156                 /*
2157                  * We do the initial early heuristics without holding
2158                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2159                  * the runqueue lock when things look like they will
2160                  * work out!
2161                  */
2162                 rq = task_rq(p);
2163
2164                 /*
2165                  * If the task is actively running on another CPU
2166                  * still, just relax and busy-wait without holding
2167                  * any locks.
2168                  *
2169                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2170                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2171                  * But we don't care, since "task_running()" will
2172                  * return false if the runqueue has changed and p
2173                  * is actually now running somewhere else!
2174                  */
2175                 while (task_running(rq, p)) {
2176                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2177                                 return 0;
2178                         cpu_relax();
2179                 }
2180
2181                 /*
2182                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2183                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2184                  * just go back and repeat.
2185                  */
2186                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2187                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2188                 running = task_running(rq, p);
2189                 on_rq = p->se.on_rq;
2190                 ncsw = 0;
2191                 if (!match_state || p->state == match_state)
2192                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2193                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2194
2195                 /*
2196                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2197                  */
2198                 if (unlikely(!ncsw))
2199                         break;
2200
2201                 /*
2202                  * Was it really running after all now that we
2203                  * checked with the proper locks actually held?
2204                  *
2205                  * Oops. Go back and try again..
2206                  */
2207                 if (unlikely(running)) {
2208                         cpu_relax();
2209                         continue;
2210                 }
2211
2212                 /*
2213                  * It's not enough that it's not actively running,
2214                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2215                  * preempted!
2216                  *
2217                  * So if it was still runnable (but just not actively
2218                  * running right now), it's preempted, and we should
2219                  * yield - it could be a while.
2220                  */
2221                 if (unlikely(on_rq)) {
2222                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2223                         continue;
2224                 }
2225
2226                 /*
2227                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2228                  * runnable, which means that it will never become
2229                  * running in the future either. We're all done!
2230                  */
2231                 break;
2232         }
2233
2234         return ncsw;
2235 }
2236
2237 /***
2238  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2239  * @p: the to-be-kicked thread
2240  *
2241  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2242  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2243  *
2244  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2245  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2246  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2247  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2248  * achieved as well.
2249  */
2250 void kick_process(struct task_struct *p)
2251 {
2252         int cpu;
2253
2254         preempt_disable();
2255         cpu = task_cpu(p);
2256         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2257                 smp_send_reschedule(cpu);
2258         preempt_enable();
2259 }
2260 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2261 #endif /* CONFIG_SMP */
2262
2263 /**
2264  * task_oncpu_function_call - call a function on the cpu on which a task runs
2265  * @p:          the task to evaluate
2266  * @func:       the function to be called
2267  * @info:       the function call argument
2268  *
2269  * Calls the function @func when the task is currently running. This might
2270  * be on the current CPU, which just calls the function directly
2271  */
2272 void task_oncpu_function_call(struct task_struct *p,
2273                               void (*func) (void *info), void *info)
2274 {
2275         int cpu;
2276
2277         preempt_disable();
2278         cpu = task_cpu(p);
2279         if (task_curr(p))
2280                 smp_call_function_single(cpu, func, info, 1);
2281         preempt_enable();
2282 }
2283
2284 #ifdef CONFIG_SMP
2285 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2286 {
2287         int dest_cpu;
2288         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
2289
2290         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2291         for_each_cpu_and(dest_cpu, nodemask, cpu_active_mask)
2292                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
2293                         return dest_cpu;
2294
2295         /* Any allowed, online CPU? */
2296         dest_cpu = cpumask_any_and(&p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
2297         if (dest_cpu < nr_cpu_ids)
2298                 return dest_cpu;
2299
2300         /* No more Mr. Nice Guy. */
2301         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
2302                 rcu_read_lock();
2303                 cpuset_cpus_allowed_locked(p, &p->cpus_allowed);
2304                 rcu_read_unlock();
2305                 dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, &p->cpus_allowed);
2306
2307                 /*
2308                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2309                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2310                  * leave kernel.
2311                  */
2312                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2313                         printk(KERN_INFO "process %d (%s) no "
2314                                "longer affine to cpu%d\n",
2315                                task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2316                 }
2317         }
2318
2319         return dest_cpu;
2320 }
2321
2322 /*
2323  * Called from:
2324  *
2325  *  - fork, @p is stable because it isn't on the tasklist yet
2326  *
2327  *  - exec, @p is unstable, retry loop
2328  *
2329  *  - wake-up, we serialize ->cpus_allowed against TASK_WAKING so
2330  *             we should be good.
2331  */
2332 static inline
2333 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
2334 {
2335         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
2336
2337         /*
2338          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2339          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
2340          * cpu.
2341          *
2342          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2343          *
2344          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2345          *   not worry about this generic constraint ]
2346          */
2347         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed) ||
2348                      !cpu_online(cpu)))
2349                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2350
2351         return cpu;
2352 }
2353 #endif
2354
2355 /***
2356  * try_to_wake_up - wake up a thread
2357  * @p: the to-be-woken-up thread
2358  * @state: the mask of task states that can be woken
2359  * @sync: do a synchronous wakeup?
2360  *
2361  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2362  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2363  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2364  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2365  * runnable without the overhead of this.
2366  *
2367  * returns failure only if the task is already active.
2368  */
2369 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state,
2370                           int wake_flags)
2371 {
2372         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2373         unsigned long flags;
2374         struct rq *rq, *orig_rq;
2375
2376         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2377                 wake_flags &= ~WF_SYNC;
2378
2379         this_cpu = get_cpu();
2380
2381         smp_wmb();
2382         rq = orig_rq = task_rq_lock(p, &flags);
2383         update_rq_clock(rq);
2384         if (!(p->state & state))
2385                 goto out;
2386
2387         if (p->se.on_rq)
2388                 goto out_running;
2389
2390         cpu = task_cpu(p);
2391         orig_cpu = cpu;
2392
2393 #ifdef CONFIG_SMP
2394         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2395                 goto out_activate;
2396
2397         /*
2398          * In order to handle concurrent wakeups and release the rq->lock
2399          * we put the task in TASK_WAKING state.
2400          *
2401          * First fix up the nr_uninterruptible count:
2402          */
2403         if (task_contributes_to_load(p))
2404                 rq->nr_uninterruptible--;
2405         p->state = TASK_WAKING;
2406
2407         if (p->sched_class->task_waking)
2408                 p->sched_class->task_waking(rq, p);
2409
2410         __task_rq_unlock(rq);
2411
2412         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2413         if (cpu != orig_cpu)
2414                 set_task_cpu(p, cpu);
2415
2416         rq = __task_rq_lock(p);
2417         update_rq_clock(rq);
2418
2419         WARN_ON(p->state != TASK_WAKING);
2420         cpu = task_cpu(p);
2421
2422 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2423         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2424         if (cpu == this_cpu)
2425                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2426         else {
2427                 struct sched_domain *sd;
2428                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2429                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2430                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2431                                 break;
2432                         }
2433                 }
2434         }
2435 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2436
2437 out_activate:
2438 #endif /* CONFIG_SMP */
2439         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2440         if (wake_flags & WF_SYNC)
2441                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2442         if (orig_cpu != cpu)
2443                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2444         if (cpu == this_cpu)
2445                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2446         else
2447                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2448         activate_task(rq, p, 1);
2449         success = 1;
2450
2451         /*
2452          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2453          */
2454         if (!in_interrupt()) {
2455                 struct sched_entity *se = &current->se;
2456                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2457
2458                 if (se->last_wakeup)
2459                         sample -= se->last_wakeup;
2460                 else
2461                         sample -= se->start_runtime;
2462                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2463
2464                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2465         }
2466
2467 out_running:
2468         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2469         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2470
2471         p->state = TASK_RUNNING;
2472 #ifdef CONFIG_SMP
2473         if (p->sched_class->task_woken)
2474                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2475
2476         if (unlikely(rq->idle_stamp)) {
2477                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
2478                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
2479
2480                 if (delta > max)
2481                         rq->avg_idle = max;
2482                 else
2483                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2484                 rq->idle_stamp = 0;
2485         }
2486 #endif
2487 out:
2488         task_rq_unlock(rq, &flags);
2489         put_cpu();
2490
2491         return success;
2492 }
2493
2494 /**
2495  * wake_up_process - Wake up a specific process
2496  * @p: The process to be woken up.
2497  *
2498  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2499  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2500  * running.
2501  *
2502  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2503  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2504  */
2505 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2506 {
2507         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2508 }
2509 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2510
2511 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2512 {
2513         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2514 }
2515
2516 /*
2517  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2518  * p is forked by current.
2519  *
2520  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2521  */
2522 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2523 {
2524         p->se.exec_start                = 0;
2525         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2526         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2527         p->se.nr_migrations             = 0;
2528         p->se.last_wakeup               = 0;
2529         p->se.avg_overlap               = 0;
2530         p->se.start_runtime             = 0;
2531         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2532
2533 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2534         p->se.wait_start                        = 0;
2535         p->se.wait_max                          = 0;
2536         p->se.wait_count                        = 0;
2537         p->se.wait_sum                          = 0;
2538
2539         p->se.sleep_start                       = 0;
2540         p->se.sleep_max                         = 0;
2541         p->se.sum_sleep_runtime                 = 0;
2542
2543         p->se.block_start                       = 0;
2544         p->se.block_max                         = 0;
2545         p->se.exec_max                          = 0;
2546         p->se.slice_max                         = 0;
2547
2548         p->se.nr_migrations_cold                = 0;
2549         p->se.nr_failed_migrations_affine       = 0;
2550         p->se.nr_failed_migrations_running      = 0;
2551         p->se.nr_failed_migrations_hot          = 0;
2552         p->se.nr_forced_migrations              = 0;
2553
2554         p->se.nr_wakeups                        = 0;
2555         p->se.nr_wakeups_sync                   = 0;
2556         p->se.nr_wakeups_migrate                = 0;
2557         p->se.nr_wakeups_local                  = 0;
2558         p->se.nr_wakeups_remote                 = 0;
2559         p->se.nr_wakeups_affine                 = 0;
2560         p->se.nr_wakeups_affine_attempts        = 0;
2561         p->se.nr_wakeups_passive                = 0;
2562         p->se.nr_wakeups_idle                   = 0;
2563
2564 #endif
2565
2566         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2567         p->se.on_rq = 0;
2568         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2569
2570 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2571         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2572 #endif
2573 }
2574
2575 /*
2576  * fork()/clone()-time setup:
2577  */
2578 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2579 {
2580         int cpu = get_cpu();
2581
2582         __sched_fork(p);
2583         /*
2584          * We mark the process as waking here. This guarantees that
2585          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2586          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2587          */
2588         p->state = TASK_WAKING;
2589
2590         /*
2591          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2592          */
2593         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2594                 if (p->policy == SCHED_FIFO || p->policy == SCHED_RR) {
2595                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2596                         p->normal_prio = p->static_prio;
2597                 }
2598
2599                 if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0) {
2600                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2601                         p->normal_prio = p->static_prio;
2602                         set_load_weight(p);
2603                 }
2604
2605                 /*
2606                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2607                  * fulfilled its duty:
2608                  */
2609                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2610         }
2611
2612         /*
2613          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2614          */
2615         p->prio = current->normal_prio;
2616
2617         if (!rt_prio(p->prio))
2618                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2619
2620         if (p->sched_class->task_fork)
2621                 p->sched_class->task_fork(p);
2622
2623 #ifdef CONFIG_SMP
2624         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0);
2625 #endif
2626         set_task_cpu(p, cpu);
2627
2628 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2629         if (likely(sched_info_on()))
2630                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2631 #endif
2632 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2633         p->oncpu = 0;
2634 #endif
2635 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2636         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2637         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2638 #endif
2639         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2640
2641         put_cpu();
2642 }
2643
2644 /*
2645  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2646  *
2647  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2648  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2649  * on the runqueue and wakes it.
2650  */
2651 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2652 {
2653         unsigned long flags;
2654         struct rq *rq;
2655
2656         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2657         BUG_ON(p->state != TASK_WAKING);
2658         p->state = TASK_RUNNING;
2659         update_rq_clock(rq);
2660         activate_task(rq, p, 0);
2661         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2662         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2663 #ifdef CONFIG_SMP
2664         if (p->sched_class->task_woken)
2665                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2666 #endif
2667         task_rq_unlock(rq, &flags);
2668 }
2669
2670 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2671
2672 /**
2673  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2674  * @notifier: notifier struct to register
2675  */
2676 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2677 {
2678         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2679 }
2680 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2681
2682 /**
2683  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2684  * @notifier: notifier struct to unregister
2685  *
2686  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2687  */
2688 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2689 {
2690         hlist_del(&notifier->link);
2691 }
2692 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2693
2694 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2695 {
2696         struct preempt_notifier *notifier;
2697         struct hlist_node *node;
2698
2699         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2700                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2701 }
2702
2703 static void
2704 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2705                                  struct task_struct *next)
2706 {
2707         struct preempt_notifier *notifier;
2708         struct hlist_node *node;
2709
2710         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2711                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2712 }
2713
2714 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2715
2716 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2717 {
2718 }
2719
2720 static void
2721 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2722                                  struct task_struct *next)
2723 {
2724 }
2725
2726 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2727
2728 /**
2729  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2730  * @rq: the runqueue preparing to switch
2731  * @prev: the current task that is being switched out
2732  * @next: the task we are going to switch to.
2733  *
2734  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2735  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2736  * switch.
2737  *
2738  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2739  * hooks.
2740  */
2741 static inline void
2742 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2743                     struct task_struct *next)
2744 {
2745         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2746         prepare_lock_switch(rq, next);
2747         prepare_arch_switch(next);
2748 }
2749
2750 /**
2751  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2752  * @rq: runqueue associated with task-switch
2753  * @prev: the thread we just switched away from.
2754  *
2755  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2756  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2757  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2758  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2759  *
2760  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2761  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2762  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2763  * details.)
2764  */
2765 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2766         __releases(rq->lock)
2767 {
2768         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2769         long prev_state;
2770
2771         rq->prev_mm = NULL;
2772
2773         /*
2774          * A task struct has one reference for the use as "current".
2775          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2776          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2777          * the scheduled task must drop that reference.
2778          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2779          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2780          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2781          * be dropped twice.
2782          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2783          */
2784         prev_state = prev->state;
2785         finish_arch_switch(prev);
2786         perf_event_task_sched_in(current, cpu_of(rq));
2787         finish_lock_switch(rq, prev);
2788
2789         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2790         if (mm)
2791                 mmdrop(mm);
2792         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2793                 /*
2794                  * Remove function-return probe instances associated with this
2795                  * task and put them back on the free list.
2796                  */
2797                 kprobe_flush_task(prev);
2798                 put_task_struct(prev);
2799         }
2800 }
2801
2802 #ifdef CONFIG_SMP
2803
2804 /* assumes rq->lock is held */
2805 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2806 {
2807         if (prev->sched_class->pre_schedule)
2808                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
2809 }
2810
2811 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2812 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2813 {
2814         if (rq->post_schedule) {
2815                 unsigned long flags;
2816
2817                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2818                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
2819                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
2820                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2821
2822                 rq->post_schedule = 0;
2823         }
2824 }
2825
2826 #else
2827
2828 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2829 {
2830 }
2831
2832 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2833 {
2834 }
2835
2836 #endif
2837
2838 /**
2839  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2840  * @prev: the thread we just switched away from.
2841  */
2842 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2843         __releases(rq->lock)
2844 {
2845         struct rq *rq = this_rq();
2846
2847         finish_task_switch(rq, prev);
2848
2849         /*
2850          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
2851          * task_switch?
2852          */
2853         post_schedule(rq);
2854
2855 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2856         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2857         preempt_enable();
2858 #endif
2859         if (current->set_child_tid)
2860                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2861 }
2862
2863 /*
2864  * context_switch - switch to the new MM and the new
2865  * thread's register state.
2866  */
2867 static inline void
2868 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2869                struct task_struct *next)
2870 {
2871         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2872
2873         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2874         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2875         mm = next->mm;
2876         oldmm = prev->active_mm;
2877         /*
2878          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2879          * combine the page table reload and the switch backend into
2880          * one hypercall.
2881          */
2882         arch_start_context_switch(prev);
2883
2884         if (likely(!mm)) {
2885                 next->active_mm = oldmm;
2886                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2887                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2888         } else
2889                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2890
2891         if (likely(!prev->mm)) {
2892                 prev->active_mm = NULL;
2893                 rq->prev_mm = oldmm;
2894         }
2895         /*
2896          * Since the runqueue lock will be released by the next
2897          * task (which is an invalid locking op but in the case
2898          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2899          * do an early lockdep release here:
2900          */
2901 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2902         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2903 #endif
2904
2905         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2906         switch_to(prev, next, prev);
2907
2908         barrier();
2909         /*
2910          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2911          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2912          * frame will be invalid.
2913          */
2914         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2915 }
2916
2917 /*
2918  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2919  *
2920  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2921  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2922  * number of context switches performed since bootup.
2923  */
2924 unsigned long nr_running(void)
2925 {
2926         unsigned long i, sum = 0;
2927
2928         for_each_online_cpu(i)
2929                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2930
2931         return sum;
2932 }
2933
2934 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2935 {
2936         unsigned long i, sum = 0;
2937
2938         for_each_possible_cpu(i)
2939                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2940
2941         /*
2942          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2943          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2944          */
2945         if (unlikely((long)sum < 0))
2946                 sum = 0;
2947
2948         return sum;
2949 }
2950
2951 unsigned long long nr_context_switches(void)
2952 {
2953         int i;
2954         unsigned long long sum = 0;
2955
2956         for_each_possible_cpu(i)
2957                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2958
2959         return sum;
2960 }
2961
2962 unsigned long nr_iowait(void)
2963 {
2964         unsigned long i, sum = 0;
2965
2966         for_each_possible_cpu(i)
2967                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2968
2969         return sum;
2970 }
2971
2972 unsigned long nr_iowait_cpu(void)
2973 {
2974         struct rq *this = this_rq();
2975         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2976 }
2977
2978 unsigned long this_cpu_load(void)
2979 {
2980         struct rq *this = this_rq();
2981         return this->cpu_load[0];
2982 }
2983
2984
2985 /* Variables and functions for calc_load */
2986 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2987 static unsigned long calc_load_update;
2988 unsigned long avenrun[3];
2989 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
2990
2991 /**
2992  * get_avenrun - get the load average array
2993  * @loads:      pointer to dest load array
2994  * @offset:     offset to add
2995  * @shift:      shift count to shift the result left
2996  *
2997  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2998  */
2999 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
3000 {
3001         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
3002         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
3003         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
3004 }
3005
3006 static unsigned long
3007 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
3008 {
3009         load *= exp;
3010         load += active * (FIXED_1 - exp);
3011         return load >> FSHIFT;
3012 }
3013
3014 /*
3015  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
3016  * CPUs have updated calc_load_tasks.
3017  */
3018 void calc_global_load(void)
3019 {
3020         unsigned long upd = calc_load_update + 10;
3021         long active;
3022
3023         if (time_before(jiffies, upd))
3024                 return;
3025
3026         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
3027         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
3028
3029         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
3030         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
3031         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
3032
3033         calc_load_update += LOAD_FREQ;
3034 }
3035
3036 /*
3037  * Either called from update_cpu_load() or from a cpu going idle
3038  */
3039 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
3040 {
3041         long nr_active, delta;
3042
3043         nr_active = this_rq->nr_running;
3044         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
3045
3046         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
3047                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
3048                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
3049                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3050         }
3051 }
3052
3053 /*
3054  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
3055  * scheduler tick (TICK_NSEC).
3056  */
3057 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
3058 {
3059         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
3060         int i, scale;
3061
3062         this_rq->nr_load_updates++;
3063
3064         /* Update our load: */
3065         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
3066                 unsigned long old_load, new_load;
3067
3068                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3069
3070                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3071                 new_load = this_load;
3072                 /*
3073                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3074                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3075                  * example.
3076                  */
3077                 if (new_load > old_load)
3078                         new_load += scale-1;
3079                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
3080         }
3081
3082         if (time_after_eq(jiffies, this_rq->calc_load_update)) {
3083                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3084                 calc_load_account_active(this_rq);
3085         }
3086 }
3087
3088 #ifdef CONFIG_SMP
3089
3090 /*
3091  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
3092  *
3093  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
3094  * you need to do so manually before calling.
3095  */
3096 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3097         __acquires(rq1->lock)
3098         __acquires(rq2->lock)
3099 {
3100         BUG_ON(!irqs_disabled());
3101         if (rq1 == rq2) {
3102                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
3103                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
3104         } else {
3105                 if (rq1 < rq2) {
3106                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
3107                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3108                 } else {
3109                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
3110                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3111                 }
3112         }
3113         update_rq_clock(rq1);
3114         update_rq_clock(rq2);
3115 }
3116
3117 /*
3118  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
3119  *
3120  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
3121  * you need to do so manually after calling.
3122  */
3123 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3124         __releases(rq1->lock)
3125         __releases(rq2->lock)
3126 {
3127         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
3128         if (rq1 != rq2)
3129                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
3130         else
3131                 __release(rq2->lock);
3132 }
3133
3134 /*
3135  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3136  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3137  */
3138 void sched_exec(void)
3139 {
3140         struct task_struct *p = current;
3141         struct migration_req req;
3142         int dest_cpu, this_cpu;
3143         unsigned long flags;
3144         struct rq *rq;
3145
3146 again:
3147         this_cpu = get_cpu();
3148         dest_cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
3149         if (dest_cpu == this_cpu) {
3150                 put_cpu();
3151                 return;
3152         }
3153
3154         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3155         put_cpu();
3156
3157         /*
3158          * select_task_rq() can race against ->cpus_allowed
3159          */
3160         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
3161             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu))) {
3162                 task_rq_unlock(rq, &flags);
3163                 goto again;
3164         }
3165
3166         /* force the process onto the specified CPU */
3167         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
3168                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
3169                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
3170
3171                 get_task_struct(mt);
3172                 task_rq_unlock(rq, &flags);
3173                 wake_up_process(mt);
3174                 put_task_struct(mt);
3175                 wait_for_completion(&req.done);
3176
3177                 return;
3178         }
3179         task_rq_unlock(rq, &flags);
3180 }
3181
3182 /*
3183  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
3184  * Both runqueues must be locked.
3185  */
3186 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
3187                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
3188 {
3189         deactivate_task(src_rq, p, 0);
3190         set_task_cpu(p, this_cpu);
3191         activate_task(this_rq, p, 0);
3192         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3193 }
3194
3195 /*
3196  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3197  */
3198 static
3199 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3200                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3201                      int *all_pinned)
3202 {
3203         int tsk_cache_hot = 0;
3204         /*
3205          * We do not migrate tasks that are:
3206          * 1) running (obviously), or
3207          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3208          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3209          */
3210         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3211                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3212                 return 0;
3213         }
3214         *all_pinned = 0;
3215
3216         if (task_running(rq, p)) {
3217                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3218                 return 0;
3219         }
3220
3221         /*
3222          * Aggressive migration if:
3223          * 1) task is cache cold, or
3224          * 2) too many balance attempts have failed.
3225          */
3226
3227         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3228         if (!tsk_cache_hot ||
3229                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3230 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3231                 if (tsk_cache_hot) {
3232                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3233                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3234                 }
3235 #endif
3236                 return 1;
3237         }
3238
3239         if (tsk_cache_hot) {
3240                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3241                 return 0;
3242         }
3243         return 1;
3244 }
3245
3246 static unsigned long
3247 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3248               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3249               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3250               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3251 {
3252         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3253         struct task_struct *p;
3254         long rem_load_move = max_load_move;
3255
3256         if (max_load_move == 0)
3257                 goto out;
3258
3259         pinned = 1;
3260
3261         /*
3262          * Start the load-balancing iterator:
3263          */
3264         p = iterator->start(iterator->arg);
3265 next:
3266         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3267                 goto out;
3268
3269         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3270             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3271                 p = iterator->next(iterator->arg);
3272                 goto next;
3273         }
3274
3275         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3276         pulled++;
3277         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3278
3279 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3280         /*
3281          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3282          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3283          * section.
3284          */
3285         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3286                 goto out;
3287 #endif
3288
3289         /*
3290          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3291          */
3292         if (rem_load_move > 0) {
3293                 if (p->prio < *this_best_prio)
3294                         *this_best_prio = p->prio;
3295                 p = iterator->next(iterator->arg);
3296                 goto next;
3297         }
3298 out:
3299         /*
3300          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3301          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3302          * inside pull_task().
3303          */
3304         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3305
3306         if (all_pinned)
3307                 *all_pinned = pinned;
3308
3309         return max_load_move - rem_load_move;
3310 }
3311
3312 /*
3313  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3314  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3315  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3316  *
3317  * Called with both runqueues locked.
3318  */
3319 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3320                       unsigned long max_load_move,
3321                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3322                       int *all_pinned)
3323 {
3324         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3325         unsigned long total_load_moved = 0;
3326         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3327
3328         do {
3329                 total_load_moved +=
3330                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3331                                 max_load_move - total_load_moved,
3332                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3333                 class = class->next;
3334
3335 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3336                 /*
3337                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3338                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3339                  * the critical section.
3340                  */
3341                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3342                         break;
3343 #endif
3344         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3345
3346         return total_load_moved > 0;
3347 }
3348
3349 static int
3350 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3351                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3352                    struct rq_iterator *iterator)
3353 {
3354         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3355         int pinned = 0;
3356
3357         while (p) {
3358                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3359                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3360                         /*
3361                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3362                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3363                          * stats here rather than inside pull_task().
3364                          */
3365                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3366
3367                         return 1;
3368                 }
3369                 p = iterator->next(iterator->arg);
3370         }
3371
3372         return 0;
3373 }
3374
3375 /*
3376  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3377  * part of active balancing operations within "domain".
3378  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3379  *
3380  * Called with both runqueues locked.
3381  */
3382 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3383                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3384 {
3385         const struct sched_class *class;
3386
3387         for_each_class(class) {
3388                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3389                         return 1;
3390         }
3391
3392         return 0;
3393 }
3394 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3395 /*
3396  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3397  *              during load balancing.
3398  */
3399 struct sd_lb_stats {
3400         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3401         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3402         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3403         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3404         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3405
3406         /** Statistics of this group */
3407         unsigned long this_load;
3408         unsigned long this_load_per_task;
3409         unsigned long this_nr_running;
3410
3411         /* Statistics of the busiest group */
3412         unsigned long max_load;
3413         unsigned long busiest_load_per_task;
3414         unsigned long busiest_nr_running;
3415
3416         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3417 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3418         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3419         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3420         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3421         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3422         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3423         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3424 #endif
3425 };
3426
3427 /*
3428  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3429  */
3430 struct sg_lb_stats {
3431         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3432         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3433         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3434         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3435         unsigned long group_capacity;
3436         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3437 };
3438
3439 /**
3440  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3441  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3442  */
3443 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3444 {
3445         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3446 }
3447
3448 /**
3449  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3450  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3451  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3452  */
3453 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3454                                         enum cpu_idle_type idle)
3455 {
3456         int load_idx;
3457
3458         switch (idle) {
3459         case CPU_NOT_IDLE:
3460                 load_idx = sd->busy_idx;
3461                 break;
3462
3463         case CPU_NEWLY_IDLE:
3464                 load_idx = sd->newidle_idx;
3465                 break;
3466         default:
3467                 load_idx = sd->idle_idx;
3468                 break;
3469         }
3470
3471         return load_idx;
3472 }
3473
3474
3475 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3476 /**
3477  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3478  * the given sched_domain, during load balancing.
3479  *
3480  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3481  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3482  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3483  */
3484 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3485         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3486 {
3487         /*
3488          * Busy processors will not participate in power savings
3489          * balance.
3490          */
3491         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3492                 sds->power_savings_balance = 0;
3493         else {
3494                 sds->power_savings_balance = 1;
3495                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3496                 sds->leader_nr_running = 0;
3497         }
3498 }
3499
3500 /**
3501  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3502  * sched_domain while performing load balancing.
3503  *
3504  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3505  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3506  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3507  *              load balancing ?
3508  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3509  */
3510 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3511         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3512 {
3513
3514         if (!sds->power_savings_balance)
3515                 return;
3516
3517         /*
3518          * If the local group is idle or completely loaded
3519          * no need to do power savings balance at this domain
3520          */
3521         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3522                                 !sds->this_nr_running))
3523                 sds->power_savings_balance = 0;
3524
3525         /*
3526          * If a group is already running at full capacity or idle,
3527          * don't include that group in power savings calculations
3528          */
3529         if (!sds->power_savings_balance ||
3530                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3531                 !sgs->sum_nr_running)
3532                 return;
3533
3534         /*
3535          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3536          * This is the group from where we need to pick up the load
3537          * for saving power
3538          */
3539         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3540             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3541              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3542                 sds->group_min = group;
3543                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3544                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3545                                                 sgs->sum_nr_running;
3546         }
3547
3548         /*
3549          * Calculate the group which is almost near its
3550          * capacity but still has some space to pick up some load
3551          * from other group and save more power
3552          */
3553         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
3554                 return;
3555
3556         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3557             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3558              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3559                 sds->group_leader = group;
3560                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3561         }
3562 }
3563
3564 /**
3565  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3566  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3567  *      under consideration.
3568  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3569  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3570  *
3571  * Description:
3572  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3573  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3574  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3575  *
3576  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3577  * Else returns 0.
3578  */
3579 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3580                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3581 {
3582         if (!sds->power_savings_balance)
3583                 return 0;
3584
3585         if (sds->this != sds->group_leader ||
3586                         sds->group_leader == sds->group_min)
3587                 return 0;
3588
3589         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3590         sds->busiest = sds->group_min;
3591
3592         return 1;
3593
3594 }
3595 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3596 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3597         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3598 {
3599         return;
3600 }
3601
3602 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3603         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3604 {
3605         return;
3606 }
3607
3608 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3609                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3610 {
3611         return 0;
3612 }
3613 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3614
3615
3616 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3617 {
3618         return SCHED_LOAD_SCALE;
3619 }
3620
3621 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3622 {
3623         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3624 }
3625
3626 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3627 {
3628         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3629         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3630
3631         smt_gain /= weight;
3632
3633         return smt_gain;
3634 }
3635
3636 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3637 {
3638         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3639 }
3640
3641 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3642 {
3643         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3644         u64 total, available;
3645
3646         sched_avg_update(rq);
3647
3648         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
3649         available = total - rq->rt_avg;
3650
3651         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
3652                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
3653
3654         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3655
3656         return div_u64(available, total);
3657 }
3658
3659 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3660 {
3661         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3662         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
3663         struct sched_group *sdg = sd->groups;
3664
3665         if (sched_feat(ARCH_POWER))
3666                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
3667         else
3668                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
3669
3670         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3671
3672         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
3673                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
3674                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
3675                 else
3676                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
3677
3678                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3679         }
3680
3681         power *= scale_rt_power(cpu);
3682         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3683
3684         if (!power)
3685                 power = 1;
3686
3687         sdg->cpu_power = power;
3688 }
3689
3690 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3691 {
3692         struct sched_domain *child = sd->child;
3693         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
3694         unsigned long power;
3695
3696         if (!child) {
3697                 update_cpu_power(sd, cpu);
3698                 return;
3699         }
3700
3701         power = 0;
3702
3703         group = child->groups;
3704         do {
3705                 power += group->cpu_power;
3706                 group = group->next;
3707         } while (group != child->groups);
3708
3709         sdg->cpu_power = power;
3710 }
3711
3712 /**
3713  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3714  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
3715  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3716  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3717  * @idle: Idle status of this_cpu
3718  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3719  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3720  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3721  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3722  * @balance: Should we balance.
3723  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3724  */
3725 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
3726                         struct sched_group *group, int this_cpu,
3727                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3728                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3729                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3730 {
3731         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3732         int i;
3733         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3734         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3735         unsigned long avg_load_per_task;
3736
3737         if (local_group) {
3738                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3739                 if (balance_cpu == this_cpu)
3740                         update_group_power(sd, this_cpu);
3741         }
3742
3743         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3744         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3745         max_cpu_load = 0;
3746         min_cpu_load = ~0UL;
3747
3748         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3749                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3750
3751                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3752                         *sd_idle = 0;
3753
3754                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3755                 if (local_group) {
3756                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3757                                 first_idle_cpu = 1;
3758                                 balance_cpu = i;
3759                         }
3760
3761                         load = target_load(i, load_idx);
3762                 } else {
3763                         load = source_load(i, load_idx);
3764                         if (load > max_cpu_load)
3765                                 max_cpu_load = load;
3766                         if (min_cpu_load > load)
3767                                 min_cpu_load = load;
3768                 }
3769
3770                 sgs->group_load += load;
3771                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3772                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3773
3774                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3775         }
3776
3777         /*
3778          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3779          * is eligible for doing load balancing at this and above
3780          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3781          * to do the newly idle load balance.
3782          */
3783         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3784             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3785                 *balance = 0;
3786                 return;
3787         }
3788
3789         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3790         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
3791
3792
3793         /*
3794          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3795          * than the average weight of two tasks.
3796          *
3797          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3798          *      might not be a suitable number - should we keep a
3799          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3800          *      the hierarchy?
3801          */
3802         avg_load_per_task = (sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3803                 group->cpu_power;
3804
3805         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3806                 sgs->group_imb = 1;
3807
3808         sgs->group_capacity =
3809                 DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
3810 }
3811
3812 /**
3813  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3814  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3815  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3816  * @idle: Idle status of this_cpu
3817  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3818  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3819  * @balance: Should we balance.
3820  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3821  */
3822 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3823                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3824                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3825                         struct sd_lb_stats *sds)
3826 {
3827         struct sched_domain *child = sd->child;
3828         struct sched_group *group = sd->groups;
3829         struct sg_lb_stats sgs;
3830         int load_idx, prefer_sibling = 0;
3831
3832         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
3833                 prefer_sibling = 1;
3834
3835         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3836         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3837
3838         do {
3839                 int local_group;
3840
3841                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3842                                                sched_group_cpus(group));
3843                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3844                 update_sg_lb_stats(sd, group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3845                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3846
3847                 if (local_group && balance && !(*balance))
3848                         return;
3849
3850                 sds->total_load += sgs.group_load;
3851                 sds->total_pwr += group->cpu_power;
3852
3853                 /*
3854                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
3855                  * first, lower the group capacity to one so that we'll try
3856                  * and move all the excess tasks away.
3857                  */
3858                 if (prefer_sibling)
3859                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
3860
3861                 if (local_group) {
3862                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3863                         sds->this = group;
3864                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3865                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3866                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3867                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3868                                 sgs.group_imb)) {
3869                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3870                         sds->busiest = group;
3871                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3872                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3873                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3874                 }
3875
3876                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3877                 group = group->next;
3878         } while (group != sd->groups);
3879 }
3880
3881 /**
3882  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3883  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3884  *                      load balancing.
3885  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3886  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3887  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3888  */
3889 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3890                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3891 {
3892         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3893         unsigned int imbn = 2;
3894
3895         if (sds->this_nr_running) {
3896                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3897                 if (sds->busiest_load_per_task >
3898                                 sds->this_load_per_task)
3899                         imbn = 1;
3900         } else
3901                 sds->this_load_per_task =
3902                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3903
3904         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3905                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3906                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3907                 return;
3908         }
3909
3910         /*
3911          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3912          * however we may be able to increase total CPU power used by
3913          * moving them.
3914          */
3915
3916         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
3917                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3918         pwr_now += sds->this->cpu_power *
3919                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3920         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3921
3922         /* Amount of load we'd subtract */
3923         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3924                 sds->busiest->cpu_power;
3925         if (sds->max_load > tmp)
3926                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
3927                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3928
3929         /* Amount of load we'd add */
3930         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
3931                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3932                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
3933                         sds->this->cpu_power;
3934         else
3935                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3936                         sds->this->cpu_power;
3937         pwr_move += sds->this->cpu_power *
3938                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3939         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3940
3941         /* Move if we gain throughput */
3942         if (pwr_move > pwr_now)
3943                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3944 }
3945
3946 /**
3947  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3948  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3949  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3950  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3951  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3952  */
3953 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3954                 unsigned long *imbalance)
3955 {
3956         unsigned long max_pull;
3957         /*
3958          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3959          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3960          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3961          */
3962         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3963                 *imbalance = 0;
3964                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3965         }
3966
3967         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3968         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3969                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3970
3971         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3972         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
3973                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
3974                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3975
3976         /*
3977          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3978          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3979          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3980          * moved
3981          */
3982         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3983                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3984
3985 }
3986 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3987
3988 /**
3989  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3990  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3991  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3992  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3993  * such a group exists.
3994  *
3995  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3996  * to restore balance.
3997  *
3998  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3999  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
4000  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
4001  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
4002  * @idle: The idle status of this_cpu.
4003  * @sd_idle: The idleness of sd
4004  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
4005  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
4006  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
4007  *
4008  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
4009  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
4010  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
4011  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
4012  */
4013 static struct sched_group *
4014 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
4015                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
4016                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
4017 {
4018         struct sd_lb_stats sds;
4019
4020         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
4021
4022         /*
4023          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
4024          * this level.
4025          */
4026         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
4027                                         balance, &sds);
4028
4029         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
4030         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
4031          *    at this level.
4032          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
4033          * 3) This group is the busiest group.
4034          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
4035          *    sched_domain.
4036          * 5) The imbalance is within the specified limit.
4037          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
4038          */
4039         if (balance && !(*balance))
4040                 goto ret;
4041
4042         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4043                 goto out_balanced;
4044
4045         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4046                 goto out_balanced;
4047
4048         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4049
4050         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4051                 goto out_balanced;
4052
4053         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4054                 goto out_balanced;
4055
4056         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
4057         if (sds.group_imb)
4058                 sds.busiest_load_per_task =
4059                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
4060
4061         /*
4062          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4063          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4064          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
4065          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
4066          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
4067          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
4068          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
4069          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
4070          * appear as very large values with unsigned longs.
4071          */
4072         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
4073                 goto out_balanced;
4074
4075         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4076         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
4077         return sds.busiest;
4078
4079 out_balanced:
4080         /*
4081          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
4082          * to save power.
4083          */
4084         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
4085                 return sds.busiest;
4086 ret:
4087         *imbalance = 0;
4088         return NULL;
4089 }
4090
4091 /*
4092  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4093  */
4094 static struct rq *
4095 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
4096                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
4097 {
4098         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4099         unsigned long max_load = 0;
4100         int i;
4101
4102         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4103                 unsigned long power = power_of(i);
4104                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
4105                 unsigned long wl;
4106
4107                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
4108                         continue;
4109
4110                 rq = cpu_rq(i);
4111                 wl = weighted_cpuload(i) * SCHED_LOAD_SCALE;
4112                 wl /= power;
4113
4114                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
4115                         continue;
4116
4117                 if (wl > max_load) {
4118                         max_load = wl;
4119                         busiest = rq;
4120                 }
4121         }
4122
4123         return busiest;
4124 }
4125
4126 /*
4127  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4128  * so long as it is large enough.
4129  */
4130 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4131
4132 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4133 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4134
4135 /*
4136  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4137  * tasks if there is an imbalance.
4138  */
4139 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4140                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4141                         int *balance)
4142 {
4143         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
4144         struct sched_group *group;
4145         unsigned long imbalance;
4146         struct rq *busiest;
4147         unsigned long flags;
4148         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4149
4150         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4151
4152         /*
4153          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4154          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4155          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
4156          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4157          */
4158         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4159             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4160                 sd_idle = 1;
4161
4162         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4163
4164 redo:
4165         update_shares(sd);
4166         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
4167                                    cpus, balance);
4168
4169         if (*balance == 0)
4170                 goto out_balanced;
4171
4172         if (!group) {
4173                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4174                 goto out_balanced;
4175         }
4176
4177         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
4178         if (!busiest) {
4179                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4180                 goto out_balanced;
4181         }
4182
4183         BUG_ON(busiest == this_rq);
4184
4185         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
4186
4187         ld_moved = 0;
4188         if (busiest->nr_running > 1) {
4189                 /*
4190                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4191                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4192                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4193                  * correctly treated as an imbalance.
4194                  */
4195                 local_irq_save(flags);
4196                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4197                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4198                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
4199                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4200                 local_irq_restore(flags);
4201
4202                 /*
4203                  * some other cpu did the load balance for us.
4204                  */
4205                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
4206                         resched_cpu(this_cpu);
4207
4208                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4209                 if (unlikely(all_pinned)) {
4210                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4211                         if (!cpumask_empty(cpus))
4212                                 goto redo;
4213                         goto out_balanced;
4214                 }
4215         }
4216
4217         if (!ld_moved) {
4218                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4219                 sd->nr_balance_failed++;
4220
4221                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
4222
4223                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4224
4225                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
4226                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4227                          */
4228                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4229                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4230                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
4231                                                             flags);
4232                                 all_pinned = 1;
4233                                 goto out_one_pinned;
4234                         }
4235
4236                         if (!busiest->active_balance) {
4237                                 busiest->active_balance = 1;
4238                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4239                                 active_balance = 1;
4240                         }
4241                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4242                         if (active_balance)
4243                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
4244
4245                         /*
4246                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4247                          * counter.
4248                          */
4249                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4250                 }
4251         } else
4252                 sd->nr_balance_failed = 0;
4253
4254         if (likely(!active_balance)) {
4255                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4256                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4257         } else {
4258                 /*
4259                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4260                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4261                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4262                  * move_tasks).
4263                  */
4264                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4265                         sd->balance_interval *= 2;
4266         }
4267
4268         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4269             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4270                 ld_moved = -1;
4271
4272         goto out;
4273
4274 out_balanced:
4275         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4276
4277         sd->nr_balance_failed = 0;
4278
4279 out_one_pinned:
4280         /* tune up the balancing interval */
4281         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4282                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4283                 sd->balance_interval *= 2;
4284
4285         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4286             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4287                 ld_moved = -1;
4288         else
4289                 ld_moved = 0;
4290 out:
4291         if (ld_moved)
4292                 update_shares(sd);
4293         return ld_moved;
4294 }
4295
4296 /*
4297  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4298  * tasks if there is an imbalance.
4299  *
4300  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
4301  * this_rq is locked.
4302  */
4303 static int
4304 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
4305 {
4306         struct sched_group *group;
4307         struct rq *busiest = NULL;
4308         unsigned long imbalance;
4309         int ld_moved = 0;
4310         int sd_idle = 0;
4311         int all_pinned = 0;
4312         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4313
4314         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4315
4316         /*
4317          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4318          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4319          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
4320          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4321          */
4322         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4323             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4324                 sd_idle = 1;
4325
4326         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
4327 redo:
4328         update_shares_locked(this_rq, sd);
4329         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
4330                                    &sd_idle, cpus, NULL);
4331         if (!group) {
4332                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
4333                 goto out_balanced;
4334         }
4335
4336         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
4337         if (!busiest) {
4338                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
4339                 goto out_balanced;
4340         }
4341
4342         BUG_ON(busiest == this_rq);
4343
4344         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
4345
4346         ld_moved = 0;
4347         if (busiest->nr_running > 1) {
4348                 /* Attempt to move tasks */
4349                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4350                 /* this_rq->clock is already updated */
4351                 update_rq_clock(busiest);
4352                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4353                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
4354                                         &all_pinned);
4355                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4356
4357                 if (unlikely(all_pinned)) {
4358                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4359                         if (!cpumask_empty(cpus))
4360                                 goto redo;
4361                 }
4362         }
4363
4364         if (!ld_moved) {
4365                 int active_balance = 0;
4366
4367                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
4368                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4369                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4370                         return -1;
4371
4372                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4373                         return -1;
4374
4375                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
4376                         return -1;
4377
4378                 /*
4379                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4380                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4381                  * package. The same method used to move task in load_balance()
4382                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
4383                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
4384                  *
4385                  * The package power saving logic comes from
4386                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
4387                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
4388                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4389                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4390                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4391                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4392                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4393                  *
4394                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4395                  * will be more than one task in the source run queue and
4396                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4397                  * active balance code will not be triggered.
4398                  */
4399
4400                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
4401                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4402
4403                 /*
4404                  * don't kick the migration_thread, if the curr
4405                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4406                  */
4407                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4408                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4409                         all_pinned = 1;
4410                         return ld_moved;
4411                 }
4412
4413                 if (!busiest->active_balance) {
4414                         busiest->active_balance = 1;
4415                         busiest->push_cpu = this_cpu;
4416                         active_balance = 1;
4417                 }
4418
4419                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4420                 /*
4421                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
4422                  */
4423                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4424                 if (active_balance)
4425                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
4426                 raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4427
4428         } else
4429                 sd->nr_balance_failed = 0;
4430
4431         update_shares_locked(this_rq, sd);
4432         return ld_moved;
4433
4434 out_balanced:
4435         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
4436         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4437             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4438                 return -1;
4439         sd->nr_balance_failed = 0;
4440
4441         return 0;
4442 }
4443
4444 /*
4445  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4446  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4447  */
4448 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4449 {
4450         struct sched_domain *sd;
4451         int pulled_task = 0;
4452         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4453
4454         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
4455
4456         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
4457                 return;
4458
4459         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4460                 unsigned long interval;
4461
4462                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4463                         continue;
4464
4465                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
4466                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4467                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
4468                                                            sd);
4469
4470                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4471                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4472                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4473                 if (pulled_task) {
4474                         this_rq->idle_stamp = 0;
4475                         break;
4476                 }
4477         }
4478         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4479                 /*
4480                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4481                  * a busy processor. So reset next_balance.
4482                  */
4483                 this_rq->next_balance = next_balance;
4484         }
4485 }
4486
4487 /*
4488  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
4489  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
4490  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
4491  * logical imbalances.
4492  *
4493  * Called with busiest_rq locked.
4494  */
4495 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
4496 {
4497         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4498         struct sched_domain *sd;
4499         struct rq *target_rq;
4500
4501         /* Is there any task to move? */
4502         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4503                 return;
4504
4505         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4506
4507         /*
4508          * This condition is "impossible", if it occurs
4509          * we need to fix it. Originally reported by
4510          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4511          */
4512         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4513
4514         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4515         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4516         update_rq_clock(busiest_rq);
4517         update_rq_clock(target_rq);
4518
4519         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4520         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4521                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4522                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4523                                 break;
4524         }
4525
4526         if (likely(sd)) {
4527                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4528
4529                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4530                                   sd, CPU_IDLE))
4531                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4532                 else
4533                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4534         }
4535         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4536 }
4537
4538 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4539 static struct {
4540         atomic_t load_balancer;
4541         cpumask_var_t cpu_mask;
4542         cpumask_var_t ilb_grp_nohz_mask;
4543 } nohz ____cacheline_aligned = {
4544         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
4545 };
4546
4547 int get_nohz_load_balancer(void)
4548 {
4549         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
4550 }
4551
4552 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
4553 /**
4554  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
4555  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
4556  *              be returned.
4557  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
4558  *              for the given cpu.
4559  *
4560  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
4561  */
4562 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
4563 {
4564         struct sched_domain *sd;
4565
4566         for_each_domain(cpu, sd)
4567                 if (sd && (sd->flags & flag))
4568                         break;
4569
4570         return sd;
4571 }
4572
4573 /**
4574  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
4575  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
4576  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
4577  *              for cpu.
4578  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
4579  *
4580  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
4581  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
4582  */
4583 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
4584         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
4585                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
4586
4587 /**
4588  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
4589  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
4590  *
4591  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
4592  *
4593  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
4594  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
4595  * sched_group is semi-idle or not.
4596  */
4597 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
4598 {
4599         cpumask_and(nohz.ilb_grp_nohz_mask, nohz.cpu_mask,
4600                                         sched_group_cpus(ilb_group));
4601
4602         /*
4603          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
4604          * and atleast one idle cpu.
4605          */
4606         if (cpumask_empty(nohz.ilb_grp_nohz_mask))
4607                 return 0;
4608
4609         if (cpumask_equal(nohz.ilb_grp_nohz_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
4610                 return 0;
4611
4612         return 1;
4613 }
4614 /**
4615  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
4616  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
4617  *
4618  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
4619  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
4620  *
4621  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
4622  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
4623  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
4624  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
4625  */
4626 static int find_new_ilb(int cpu)
4627 {
4628         struct sched_domain *sd;
4629         struct sched_group *ilb_group;
4630
4631         /*
4632          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
4633          * when power-aware load balancing is enabled
4634          */
4635         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
4636                 goto out_done;
4637
4638         /*
4639          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
4640          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
4641          */
4642         if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) < 2)
4643                 goto out_done;
4644
4645         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
4646                 ilb_group = sd->groups;
4647
4648                 do {
4649                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
4650                                 return cpumask_first(nohz.ilb_grp_nohz_mask);
4651
4652                         ilb_group = ilb_group->next;
4653
4654                 } while (ilb_group != sd->groups);
4655         }
4656
4657 out_done:
4658         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4659 }
4660 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
4661 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4662 {
4663         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4664 }
4665 #endif
4666
4667 /*
4668  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4669  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4670  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
4671  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
4672  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
4673  * arrives...
4674  *
4675  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
4676  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
4677  * nohz.cpu_mask..
4678  *
4679  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
4680  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
4681  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
4682  * there is no need for ilb owner.
4683  *
4684  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
4685  * next busy scheduler_tick()
4686  */
4687 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4688 {
4689         int cpu = smp_processor_id();
4690
4691         if (stop_tick) {
4692                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
4693
4694                 if (!cpu_active(cpu)) {
4695                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4696                                 return 0;
4697
4698                         /*
4699                          * If we are going offline and still the leader,
4700                          * give up!
4701                          */
4702                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4703                                 BUG();
4704
4705                         return 0;
4706                 }
4707
4708                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4709
4710                 /* time for ilb owner also to sleep */
4711                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_active_cpus()) {
4712                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4713                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4714                         return 0;
4715                 }
4716
4717                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4718                         /* make me the ilb owner */
4719                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
4720                                 return 1;
4721                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4722                         int new_ilb;
4723
4724                         if (!(sched_smt_power_savings ||
4725                                                 sched_mc_power_savings))
4726                                 return 1;
4727                         /*
4728                          * Check to see if there is a more power-efficient
4729                          * ilb.
4730                          */
4731                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
4732                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
4733                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4734                                 resched_cpu(new_ilb);
4735                                 return 0;
4736                         }
4737                         return 1;
4738                 }
4739         } else {
4740                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4741                         return 0;
4742
4743                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4744
4745                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4746                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4747                                 BUG();
4748         }
4749         return 0;
4750 }
4751 #endif
4752
4753 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4754
4755 /*
4756  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4757  * and initiates a balancing operation if so.
4758  *
4759  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4760  */
4761 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4762 {
4763         int balance = 1;
4764         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4765         unsigned long interval;
4766         struct sched_domain *sd;
4767         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4768         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4769         int update_next_balance = 0;
4770         int need_serialize;
4771
4772         for_each_domain(cpu, sd) {
4773                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4774                         continue;
4775
4776                 interval = sd->balance_interval;
4777                 if (idle != CPU_IDLE)
4778                         interval *= sd->busy_factor;
4779
4780                 /* scale ms to jiffies */
4781                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4782                 if (unlikely(!interval))
4783                         interval = 1;
4784                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
4785                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
4786
4787                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4788
4789                 if (need_serialize) {
4790                         if (!spin_trylock(&balancing))
4791                                 goto out;
4792                 }
4793
4794                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4795                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4796                                 /*
4797                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4798                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
4799                                  * not idle.
4800                                  */
4801                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4802                         }
4803                         sd->last_balance = jiffies;
4804                 }
4805                 if (need_serialize)
4806                         spin_unlock(&balancing);
4807 out:
4808                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4809                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4810                         update_next_balance = 1;
4811                 }
4812
4813                 /*
4814                  * Stop the load balance at this level. There is another
4815                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4816                  * actively.
4817                  */
4818                 if (!balance)
4819                         break;
4820         }
4821
4822         /*
4823          * next_balance will be updated only when there is a need.
4824          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4825          * updated.
4826          */
4827         if (likely(update_next_balance))
4828                 rq->next_balance = next_balance;
4829 }
4830
4831 /*
4832  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4833  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
4834  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4835  */
4836 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4837 {
4838         int this_cpu = smp_processor_id();
4839         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4840         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
4841                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4842
4843         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4844
4845 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4846         /*
4847          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
4848          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4849          * stopped.
4850          */
4851         if (this_rq->idle_at_tick &&
4852             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
4853                 struct rq *rq;
4854                 int balance_cpu;
4855
4856                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
4857                         if (balance_cpu == this_cpu)
4858                                 continue;
4859
4860                         /*
4861                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4862                          * work being done for other cpus. Next load
4863                          * balancing owner will pick it up.
4864                          */
4865                         if (need_resched())
4866                                 break;
4867
4868                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4869
4870                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
4871                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4872                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4873                 }
4874         }
4875 #endif
4876 }
4877
4878 static inline int on_null_domain(int cpu)
4879 {
4880         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
4881 }
4882
4883 /*
4884  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4885  *
4886  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
4887  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
4888  * if the whole system is idle.
4889  */
4890 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4891 {
4892 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4893         /*
4894          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4895          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4896          * load balancer.
4897          */
4898         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4899                 rq->in_nohz_recently = 0;
4900
4901                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4902                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4903                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4904                 }
4905
4906                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4907                         int ilb = find_new_ilb(cpu);
4908
4909                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4910                                 resched_cpu(ilb);
4911                 }
4912         }
4913
4914         /*
4915          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4916          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4917          */
4918         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4919             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4920                 resched_cpu(cpu);
4921                 return;
4922         }
4923
4924         /*
4925          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4926          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4927          */
4928         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4929             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4930                 return;
4931 #endif
4932         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4933         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4934             likely(!on_null_domain(cpu)))
4935                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4936 }
4937
4938 #else   /* CONFIG_SMP */
4939
4940 /*
4941  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4942  */
4943 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4944 {
4945 }
4946
4947 #endif
4948
4949 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4950
4951 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4952
4953 /*
4954  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4955  * @p in case that task is currently running.
4956  *
4957  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4958  */
4959 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4960 {
4961         u64 ns = 0;
4962
4963         if (task_current(rq, p)) {
4964                 update_rq_clock(rq);
4965                 ns = rq->clock - p->se.exec_start;
4966                 if ((s64)ns < 0)
4967                         ns = 0;
4968         }
4969
4970         return ns;
4971 }
4972
4973 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4974 {
4975         unsigned long flags;
4976         struct rq *rq;
4977         u64 ns = 0;
4978
4979         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4980         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4981         task_rq_unlock(rq, &flags);
4982
4983         return ns;
4984 }
4985
4986 /*
4987  * Return accounted runtime for the task.
4988  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4989  * pending runtime that have not been accounted yet.
4990  */
4991 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4992 {
4993         unsigned long flags;
4994         struct rq *rq;
4995         u64 ns = 0;
4996
4997         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4998         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4999         task_rq_unlock(rq, &flags);
5000
5001         return ns;
5002 }
5003
5004 /*
5005  * Return sum_exec_runtime for the thread group.
5006  * In case the task is currently running, return the sum plus current's
5007  * pending runtime that have not been accounted yet.
5008  *
5009  * Note that the thread group might have other running tasks as well,
5010  * so the return value not includes other pending runtime that other
5011  * running tasks might have.
5012  */
5013 unsigned long long thread_group_sched_runtime(struct task_struct *p)
5014 {
5015         struct task_cputime totals;
5016         unsigned long flags;
5017         struct rq *rq;
5018         u64 ns;
5019
5020         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5021         thread_group_cputime(p, &totals);
5022         ns = totals.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
5023         task_rq_unlock(rq, &flags);
5024
5025         return ns;
5026 }
5027
5028 /*
5029  * Account user cpu time to a process.
5030  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5031  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
5032  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5033  */
5034 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5035                        cputime_t cputime_scaled)
5036 {
5037         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5038         cputime64_t tmp;
5039
5040         /* Add user time to process. */
5041         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5042         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5043         account_group_user_time(p, cputime);
5044
5045         /* Add user time to cpustat. */
5046         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5047         if (TASK_NICE(p) > 0)
5048                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
5049         else
5050                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5051
5052         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
5053         /* Account for user time used */
5054         acct_update_integrals(p);
5055 }
5056
5057 /*
5058  * Account guest cpu time to a process.
5059  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5060  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
5061  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5062  */
5063 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5064                                cputime_t cputime_scaled)
5065 {
5066         cputime64_t tmp;
5067         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5068
5069         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5070
5071         /* Add guest time to process. */
5072         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5073         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5074         account_group_user_time(p, cputime);
5075         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
5076
5077         /* Add guest time to cpustat. */
5078         if (TASK_NICE(p) > 0) {
5079                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
5080                 cpustat->guest_nice = cputime64_add(cpustat->guest_nice, tmp);
5081         } else {
5082                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5083                 cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
5084         }
5085 }
5086
5087 /*
5088  * Account system cpu time to a process.
5089  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5090  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
5091  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
5092  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5093  */
5094 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
5095                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
5096 {
5097         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5098         cputime64_t tmp;
5099
5100         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
5101                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
5102                 return;
5103         }
5104
5105         /* Add system time to process. */
5106         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
5107         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
5108         account_group_system_time(p, cputime);
5109
5110         /* Add system time to cpustat. */
5111         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5112         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
5113                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
5114         else if (softirq_count())
5115                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
5116         else
5117                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
5118
5119         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
5120
5121         /* Account for system time used */
5122         acct_update_integrals(p);
5123 }
5124
5125 /*
5126  * Account for involuntary wait time.
5127  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
5128  */
5129 void account_steal_time(cputime_t cputime)
5130 {
5131         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5132         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5133
5134         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
5135 }
5136
5137 /*
5138  * Account for idle time.
5139  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
5140  */
5141 void account_idle_time(cputime_t cputime)
5142 {
5143         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5144         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5145         struct rq *rq = this_rq();
5146
5147         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
5148                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
5149         else
5150                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
5151 }
5152
5153 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5154
5155 /*
5156  * Account a single tick of cpu time.
5157  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5158  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
5159  */
5160 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
5161 {
5162         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
5163         struct rq *rq = this_rq();
5164
5165         if (user_tick)
5166                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
5167         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
5168                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
5169                                     one_jiffy_scaled);
5170         else
5171                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
5172 }
5173
5174 /*
5175  * Account multiple ticks of steal time.
5176  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
5177  * @ticks: number of stolen ticks
5178  */
5179 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
5180 {
5181         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5182 }
5183
5184 /*
5185  * Account multiple ticks of idle time.
5186  * @ticks: number of stolen ticks
5187  */
5188 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
5189 {
5190         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5191 }
5192
5193 #endif
5194
5195 /*
5196  * Use precise platform statistics if available:
5197  */
5198 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5199 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5200 {
5201         *ut = p->utime;
5202         *st = p->stime;
5203 }
5204
5205 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5206 {
5207         struct task_cputime cputime;
5208
5209         thread_group_cputime(p, &cputime);
5210
5211         *ut = cputime.utime;
5212         *st = cputime.stime;
5213 }
5214 #else
5215
5216 #ifndef nsecs_to_cputime
5217 # define nsecs_to_cputime(__nsecs)      nsecs_to_jiffies(__nsecs)
5218 #endif
5219
5220 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5221 {
5222         cputime_t rtime, utime = p->utime, total = cputime_add(utime, p->stime);
5223
5224         /*
5225          * Use CFS's precise accounting:
5226          */
5227         rtime = nsecs_to_cputime(p->se.sum_exec_runtime);
5228
5229         if (total) {
5230                 u64 temp;
5231
5232                 temp = (u64)(rtime * utime);
5233                 do_div(temp, total);
5234                 utime = (cputime_t)temp;
5235         } else
5236                 utime = rtime;
5237
5238         /*
5239          * Compare with previous values, to keep monotonicity:
5240          */
5241         p->prev_utime = max(p->prev_utime, utime);
5242         p->prev_stime = max(p->prev_stime, cputime_sub(rtime, p->prev_utime));
5243
5244         *ut = p->prev_utime;
5245         *st = p->prev_stime;
5246 }
5247
5248 /*
5249  * Must be called with siglock held.
5250  */
5251 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5252 {
5253         struct signal_struct *sig = p->signal;
5254         struct task_cputime cputime;
5255         cputime_t rtime, utime, total;
5256
5257         thread_group_cputime(p, &cputime);
5258
5259         total = cputime_add(cputime.utime, cputime.stime);
5260         rtime = nsecs_to_cputime(cputime.sum_exec_runtime);
5261
5262         if (total) {
5263                 u64 temp;
5264
5265                 temp = (u64)(rtime * cputime.utime);
5266                 do_div(temp, total);
5267                 utime = (cputime_t)temp;
5268         } else
5269                 utime = rtime;
5270
5271         sig->prev_utime = max(sig->prev_utime, utime);
5272         sig->prev_stime = max(sig->prev_stime,
5273                               cputime_sub(rtime, sig->prev_utime));
5274
5275         *ut = sig->prev_utime;
5276         *st = sig->prev_stime;
5277 }
5278 #endif
5279
5280 /*
5281  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5282  * We call it with interrupts disabled.
5283  *
5284  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
5285  * timeslices.
5286  */
5287 void scheduler_tick(void)
5288 {
5289         int cpu = smp_processor_id();
5290         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5291         struct task_struct *curr = rq->curr;
5292
5293         sched_clock_tick();
5294
5295         raw_spin_lock(&rq->lock);
5296         update_rq_clock(rq);
5297         update_cpu_load(rq);
5298         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5299         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5300
5301         perf_event_task_tick(curr, cpu);
5302
5303 #ifdef CONFIG_SMP
5304         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
5305         trigger_load_balance(rq, cpu);
5306 #endif
5307 }
5308
5309 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
5310 {
5311         if (in_lock_functions(addr)) {
5312                 addr = CALLER_ADDR2;
5313                 if (in_lock_functions(addr))
5314                         addr = CALLER_ADDR3;
5315         }
5316         return addr;
5317 }
5318
5319 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5320                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
5321
5322 void __kprobes add_preempt_count(int val)
5323 {
5324 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5325         /*
5326          * Underflow?
5327          */
5328         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5329                 return;
5330 #endif
5331         preempt_count() += val;
5332 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5333         /*
5334          * Spinlock count overflowing soon?
5335          */
5336         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5337                                 PREEMPT_MASK - 10);
5338 #endif
5339         if (preempt_count() == val)
5340                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5341 }
5342 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
5343
5344 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
5345 {
5346 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5347         /*
5348          * Underflow?
5349          */
5350         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5351                 return;
5352         /*
5353          * Is the spinlock portion underflowing?
5354          */
5355         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5356                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5357                 return;
5358 #endif
5359
5360         if (preempt_count() == val)
5361                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5362         preempt_count() -= val;
5363 }
5364 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
5365
5366 #endif
5367
5368 /*
5369  * Print scheduling while atomic bug:
5370  */
5371 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5372 {
5373         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
5374
5375         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5376                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5377
5378         debug_show_held_locks(prev);
5379         print_modules();
5380         if (irqs_disabled())
5381                 print_irqtrace_events(prev);
5382
5383         if (regs)
5384                 show_regs(regs);
5385         else
5386                 dump_stack();
5387 }
5388
5389 /*
5390  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5391  */
5392 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
5393 {
5394         /*
5395          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
5396          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
5397          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
5398          */
5399         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
5400                 __schedule_bug(prev);
5401
5402         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5403
5404         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
5405 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5406         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
5407                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
5408                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
5409         }
5410 #endif
5411 }
5412
5413 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5414 {
5415         if (prev->state == TASK_RUNNING) {
5416                 u64 runtime = prev->se.sum_exec_runtime;
5417
5418                 runtime -= prev->se.prev_sum_exec_runtime;
5419                 runtime = min_t(u64, runtime, 2*sysctl_sched_migration_cost);
5420
5421                 /*
5422                  * In order to avoid avg_overlap growing stale when we are
5423                  * indeed overlapping and hence not getting put to sleep, grow
5424                  * the avg_overlap on preemption.
5425                  *
5426                  * We use the average preemption runtime because that
5427                  * correlates to the amount of cache footprint a task can
5428                  * build up.
5429                  */
5430                 update_avg(&prev->se.avg_overlap, runtime);
5431         }
5432         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
5433 }
5434
5435 /*
5436  * Pick up the highest-prio task:
5437  */
5438 static inline struct task_struct *
5439 pick_next_task(struct rq *rq)
5440 {
5441         const struct sched_class *class;
5442         struct task_struct *p;
5443
5444         /*
5445          * Optimization: we know that if all tasks are in
5446          * the fair class we can call that function directly:
5447          */
5448         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
5449                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
5450                 if (likely(p))
5451                         return p;
5452         }
5453
5454         class = sched_class_highest;
5455         for ( ; ; ) {
5456                 p = class->pick_next_task(rq);
5457                 if (p)
5458                         return p;
5459                 /*
5460                  * Will never be NULL as the idle class always
5461                  * returns a non-NULL p:
5462                  */
5463                 class = class->next;
5464         }
5465 }
5466
5467 /*
5468  * schedule() is the main scheduler function.
5469  */
5470 asmlinkage void __sched schedule(void)
5471 {
5472         struct task_struct *prev, *next;
5473         unsigned long *switch_count;
5474         struct rq *rq;
5475         int cpu;
5476
5477 need_resched:
5478         preempt_disable();
5479         cpu = smp_processor_id();
5480         rq = cpu_rq(cpu);
5481         rcu_sched_qs(cpu);
5482         prev = rq->curr;
5483         switch_count = &prev->nivcsw;
5484
5485         release_kernel_lock(prev);
5486 need_resched_nonpreemptible:
5487
5488         schedule_debug(prev);
5489
5490         if (sched_feat(HRTICK))
5491                 hrtick_clear(rq);
5492
5493         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
5494         update_rq_clock(rq);
5495         clear_tsk_need_resched(prev);
5496
5497         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
5498                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
5499                         prev->state = TASK_RUNNING;
5500                 else
5501                         deactivate_task(rq, prev, 1);
5502                 switch_count = &prev->nvcsw;
5503         }
5504
5505         pre_schedule(rq, prev);
5506
5507         if (unlikely(!rq->nr_running))
5508                 idle_balance(cpu, rq);
5509
5510         put_prev_task(rq, prev);
5511         next = pick_next_task(rq);
5512
5513         if (likely(prev != next)) {
5514                 sched_info_switch(prev, next);
5515                 perf_event_task_sched_out(prev, next, cpu);
5516
5517                 rq->nr_switches++;
5518                 rq->curr = next;
5519                 ++*switch_count;
5520
5521                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
5522                 /*
5523                  * the context switch might have flipped the stack from under
5524                  * us, hence refresh the local variables.
5525                  */
5526                 cpu = smp_processor_id();
5527                 rq = cpu_rq(cpu);
5528         } else
5529                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
5530
5531         post_schedule(rq);
5532
5533         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0)) {
5534                 prev = rq->curr;
5535                 switch_count = &prev->nivcsw;
5536                 goto need_resched_nonpreemptible;
5537         }
5538
5539         preempt_enable_no_resched();
5540         if (need_resched())
5541                 goto need_resched;
5542 }
5543 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5544
5545 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
5546 /*
5547  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
5548  * access and not reliable.
5549  */
5550 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct thread_info *owner)
5551 {
5552         unsigned int cpu;
5553         struct rq *rq;
5554
5555         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
5556                 return 0;
5557
5558 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
5559         /*
5560          * Need to access the cpu field knowing that
5561          * DEBUG_PAGEALLOC could have unmapped it if
5562          * the mutex owner just released it and exited.
5563          */
5564         if (probe_kernel_address(&owner->cpu, cpu))
5565                 goto out;
5566 #else
5567         cpu = owner->cpu;
5568 #endif
5569
5570         /*
5571          * Even if the access succeeded (likely case),
5572          * the cpu field may no longer be valid.
5573          */
5574         if (cpu >= nr_cpumask_bits)
5575                 goto out;
5576
5577         /*
5578          * We need to validate that we can do a
5579          * get_cpu() and that we have the percpu area.
5580          */
5581         if (!cpu_online(cpu))
5582                 goto out;
5583
5584         rq = cpu_rq(cpu);
5585
5586         for (;;) {
5587                 /*
5588                  * Owner changed, break to re-assess state.
5589                  */
5590                 if (lock->owner != owner)
5591                         break;
5592
5593                 /*
5594                  * Is that owner really running on that cpu?
5595                  */
5596                 if (task_thread_info(rq->curr) != owner || need_resched())
5597                         return 0;
5598
5599                 cpu_relax();
5600         }
5601 out:
5602         return 1;
5603 }
5604 #endif
5605
5606 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5607 /*
5608  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5609  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
5610  * occur there and call schedule directly.
5611  */
5612 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
5613 {
5614         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5615
5616         /*
5617          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5618          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5619          */
5620         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
5621                 return;
5622
5623         do {
5624                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5625                 schedule();
5626                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5627
5628                 /*
5629                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5630                  * between schedule and now.
5631                  */
5632                 barrier();
5633         } while (need_resched());
5634 }
5635 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5636
5637 /*
5638  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
5639  * off of irq context.
5640  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5641  * protect us against recursive calling from irq.
5642  */
5643 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
5644 {
5645         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5646
5647         /* Catch callers which need to be fixed */
5648         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
5649
5650         do {
5651                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5652                 local_irq_enable();
5653                 schedule();
5654                 local_irq_disable();
5655                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5656
5657                 /*
5658                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5659                  * between schedule and now.
5660                  */
5661                 barrier();
5662         } while (need_resched());
5663 }
5664
5665 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
5666
5667 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
5668                           void *key)
5669 {
5670         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
5671 }
5672 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5673
5674 /*
5675  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
5676  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
5677  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
5678  *
5679  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
5680  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
5681  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
5682  */
5683 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5684                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
5685 {
5686         wait_queue_t *curr, *next;
5687
5688         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
5689                 unsigned flags = curr->flags;
5690
5691                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
5692                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
5693                         break;
5694         }
5695 }
5696
5697 /**
5698  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
5699  * @q: the waitqueue
5700  * @mode: which threads
5701  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5702  * @key: is directly passed to the wakeup function
5703  *
5704  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5705  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5706  */
5707 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5708                         int nr_exclusive, void *key)
5709 {
5710         unsigned long flags;
5711
5712         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5713         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
5714         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5715 }
5716 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
5717
5718 /*
5719  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
5720  */
5721 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
5722 {
5723         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
5724 }
5725
5726 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
5727 {
5728         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
5729 }
5730
5731 /**
5732  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
5733  * @q: the waitqueue
5734  * @mode: which threads
5735  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5736  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
5737  *
5738  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
5739  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
5740  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
5741  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
5742  *
5743  * On UP it can prevent extra preemption.
5744  *
5745  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5746  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5747  */
5748 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5749                         int nr_exclusive, void *key)
5750 {
5751         unsigned long flags;
5752         int wake_flags = WF_SYNC;
5753
5754         if (unlikely(!q))
5755                 return;
5756
5757         if (unlikely(!nr_exclusive))
5758                 wake_flags = 0;
5759
5760         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5761         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
5762         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5763 }
5764 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
5765
5766 /*
5767  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
5768  */
5769 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
5770 {
5771         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
5772 }
5773 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
5774
5775 /**
5776  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
5777  * @x:  holds the state of this particular completion
5778  *
5779  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
5780  * awakened in the same order in which they were queued.
5781  *
5782  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
5783  *
5784  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5785  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5786  */
5787 void complete(struct completion *x)
5788 {
5789         unsigned long flags;
5790
5791         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5792         x->done++;
5793         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
5794         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5795 }
5796 EXPORT_SYMBOL(complete);
5797
5798 /**
5799  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
5800  * @x:  holds the state of this particular completion
5801  *
5802  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
5803  *
5804  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5805  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5806  */
5807 void complete_all(struct completion *x)
5808 {
5809         unsigned long flags;
5810
5811         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5812         x->done += UINT_MAX/2;
5813         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
5814         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5815 }
5816 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
5817
5818 static inline long __sched
5819 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5820 {
5821         if (!x->done) {
5822                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
5823
5824                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
5825                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
5826                 do {
5827                         if (signal_pending_state(state, current)) {
5828                                 timeout = -ERESTARTSYS;
5829                                 break;
5830                         }
5831                         __set_current_state(state);
5832                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5833                         timeout = schedule_timeout(timeout);
5834                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5835                 } while (!x->done && timeout);
5836                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
5837                 if (!x->done)
5838                         return timeout;
5839         }
5840         x->done--;
5841         return timeout ?: 1;
5842 }
5843
5844 static long __sched
5845 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5846 {
5847         might_sleep();
5848
5849         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5850         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5851         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5852         return timeout;
5853 }
5854
5855 /**
5856  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5857  * @x:  holds the state of this particular completion
5858  *
5859  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5860  * interruptible and there is no timeout.
5861  *
5862  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5863  * and interrupt capability. Also see complete().
5864  */
5865 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5866 {
5867         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5868 }
5869 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5870
5871 /**
5872  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5873  * @x:  holds the state of this particular completion
5874  * @timeout:  timeout value in jiffies
5875  *
5876  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5877  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5878  * interruptible.
5879  */
5880 unsigned long __sched
5881 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5882 {
5883         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5884 }
5885 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5886
5887 /**
5888  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5889  * @x:  holds the state of this particular completion
5890  *
5891  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5892  * interruptible.
5893  */
5894 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5895 {
5896         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5897         if (t == -ERESTARTSYS)
5898                 return t;
5899         return 0;
5900 }
5901 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5902
5903 /**
5904  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5905  * @x:  holds the state of this particular completion
5906  * @timeout:  timeout value in jiffies
5907  *
5908  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5909  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5910  */
5911 unsigned long __sched
5912 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5913                                           unsigned long timeout)
5914 {
5915         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5916 }
5917 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5918
5919 /**
5920  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5921  * @x:  holds the state of this particular completion
5922  *
5923  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5924  * interrupted by a kill signal.
5925  */
5926 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5927 {
5928         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5929         if (t == -ERESTARTSYS)
5930                 return t;
5931         return 0;
5932 }
5933 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5934
5935 /**
5936  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5937  *      @x:     completion structure
5938  *
5939  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5940  *               1 if a decrement succeeded.
5941  *
5942  *      If a completion is being used as a counting completion,
5943  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5944  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5945  *      is protecting is not available.
5946  */
5947 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5948 {
5949         unsigned long flags;
5950         int ret = 1;
5951
5952         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5953         if (!x->done)
5954                 ret = 0;
5955         else
5956                 x->done--;
5957         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5958         return ret;
5959 }
5960 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5961
5962 /**
5963  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5964  *      @x:     completion structure
5965  *
5966  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5967  *               1 if there are no waiters.
5968  *
5969  */
5970 bool completion_done(struct completion *x)
5971 {
5972         unsigned long flags;
5973         int ret = 1;
5974
5975         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5976         if (!x->done)
5977                 ret = 0;
5978         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5979         return ret;
5980 }
5981 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5982
5983 static long __sched
5984 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5985 {
5986         unsigned long flags;
5987         wait_queue_t wait;
5988
5989         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5990
5991         __set_current_state(state);
5992
5993         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5994         __add_wait_queue(q, &wait);
5995         spin_unlock(&q->lock);
5996         timeout = schedule_timeout(timeout);
5997         spin_lock_irq(&q->lock);
5998         __remove_wait_queue(q, &wait);
5999         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
6000
6001         return timeout;
6002 }
6003
6004 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
6005 {
6006         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
6007 }
6008 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
6009
6010 long __sched
6011 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
6012 {
6013         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
6014 }
6015 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
6016
6017 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
6018 {
6019         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
6020 }
6021 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
6022
6023 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
6024 {
6025         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
6026 }
6027 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
6028
6029 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6030
6031 /*
6032  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
6033  * @p: task
6034  * @prio: prio value (kernel-internal form)
6035  *
6036  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
6037  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
6038  *
6039  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
6040  */
6041 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
6042 {
6043         unsigned long flags;
6044         int oldprio, on_rq, running;
6045         struct rq *rq;
6046         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6047
6048         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
6049
6050         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6051         update_rq_clock(rq);
6052
6053         oldprio = p->prio;
6054         on_rq = p->se.on_rq;
6055         running = task_current(rq, p);
6056         if (on_rq)
6057                 dequeue_task(rq, p, 0);
6058         if (running)
6059                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6060
6061         if (rt_prio(prio))
6062                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6063         else
6064                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6065
6066         p->prio = prio;
6067
6068         if (running)
6069                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6070         if (on_rq) {
6071                 enqueue_task(rq, p, 0);
6072
6073                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6074         }
6075         task_rq_unlock(rq, &flags);
6076 }
6077
6078 #endif
6079
6080 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6081 {
6082         int old_prio, delta, on_rq;
6083         unsigned long flags;
6084         struct rq *rq;
6085
6086         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
6087                 return;
6088         /*
6089          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6090          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6091          */
6092         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6093         update_rq_clock(rq);
6094         /*
6095          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
6096          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
6097          * it wont have any effect on scheduling until the task is
6098          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
6099          */
6100         if (task_has_rt_policy(p)) {
6101                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6102                 goto out_unlock;
6103         }
6104         on_rq = p->se.on_rq;
6105         if (on_rq)
6106                 dequeue_task(rq, p, 0);
6107
6108         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6109         set_load_weight(p);
6110         old_prio = p->prio;
6111         p->prio = effective_prio(p);
6112         delta = p->prio - old_prio;
6113
6114         if (on_rq) {
6115                 enqueue_task(rq, p, 0);
6116                 /*
6117                  * If the task increased its priority or is running and
6118                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
6119                  */
6120                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
6121                         resched_task(rq->curr);
6122         }
6123 out_unlock:
6124         task_rq_unlock(rq, &flags);
6125 }
6126 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
6127
6128 /*
6129  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
6130  * @p: task
6131  * @nice: nice value
6132  */
6133 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
6134 {
6135         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
6136         int nice_rlim = 20 - nice;
6137
6138         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
6139                 capable(CAP_SYS_NICE));
6140 }
6141
6142 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
6143
6144 /*
6145  * sys_nice - change the priority of the current process.
6146  * @increment: priority increment
6147  *
6148  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
6149  * does similar things.
6150  */
6151 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
6152 {
6153         long nice, retval;
6154
6155         /*
6156          * Setpriority might change our priority at the same moment.
6157          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
6158          * and we have a single winner.
6159          */
6160         if (increment < -40)
6161                 increment = -40;
6162         if (increment > 40)
6163                 increment = 40;
6164
6165         nice = TASK_NICE(current) + increment;
6166         if (nice < -20)
6167                 nice = -20;
6168         if (nice > 19)
6169                 nice = 19;
6170
6171         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
6172                 return -EPERM;
6173
6174         retval = security_task_setnice(current, nice);
6175         if (retval)
6176                 return retval;
6177
6178         set_user_nice(current, nice);
6179         return 0;
6180 }
6181
6182 #endif
6183
6184 /**
6185  * task_prio - return the priority value of a given task.
6186  * @p: the task in question.
6187  *
6188  * This is the priority value as seen by users in /proc.
6189  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
6190  * around 0, value goes from -16 to +15.
6191  */
6192 int task_prio(const struct task_struct *p)
6193 {
6194         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6195 }
6196
6197 /**
6198  * task_nice - return the nice value of a given task.
6199  * @p: the task in question.
6200  */
6201 int task_nice(const struct task_struct *p)
6202 {
6203         return TASK_NICE(p);
6204 }
6205 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
6206
6207 /**
6208  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
6209  * @cpu: the processor in question.
6210  */
6211 int idle_cpu(int cpu)
6212 {
6213         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
6214 }
6215
6216 /**
6217  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
6218  * @cpu: the processor in question.
6219  */
6220 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6221 {
6222         return cpu_rq(cpu)->idle;
6223 }
6224
6225 /**
6226  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
6227  * @pid: the pid in question.
6228  */
6229 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
6230 {
6231         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6232 }
6233
6234 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
6235 static void
6236 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
6237 {
6238         BUG_ON(p->se.on_rq);
6239
6240         p->policy = policy;
6241         p->rt_priority = prio;
6242         p->normal_prio = normal_prio(p);
6243         /* we are holding p->pi_lock already */
6244         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
6245         if (rt_prio(p->prio))
6246                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6247         else
6248                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6249         set_load_weight(p);
6250 }
6251
6252 /*
6253  * check the target process has a UID that matches the current process's
6254  */
6255 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
6256 {
6257         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
6258         bool match;
6259
6260         rcu_read_lock();
6261         pcred = __task_cred(p);
6262         match = (cred->euid == pcred->euid ||
6263                  cred->euid == pcred->uid);
6264         rcu_read_unlock();
6265         return match;
6266 }
6267
6268 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6269                                 struct sched_param *param, bool user)
6270 {
6271         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
6272         unsigned long flags;
6273         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6274         struct rq *rq;
6275         int reset_on_fork;
6276
6277         /* may grab non-irq protected spin_locks */
6278         BUG_ON(in_interrupt());
6279 recheck:
6280         /* double check policy once rq lock held */
6281         if (policy < 0) {
6282                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
6283                 policy = oldpolicy = p->policy;
6284         } else {
6285                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
6286                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
6287
6288                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
6289                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
6290                                 policy != SCHED_IDLE)
6291                         return -EINVAL;
6292         }
6293
6294         /*
6295          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
6296          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
6297          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
6298          */
6299         if (param->sched_priority < 0 ||
6300             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
6301             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
6302                 return -EINVAL;
6303         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
6304                 return -EINVAL;
6305
6306         /*
6307          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
6308          */
6309         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
6310                 if (rt_policy(policy)) {
6311                         unsigned long rlim_rtprio;
6312
6313                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
6314                                 return -ESRCH;
6315                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
6316                         unlock_task_sighand(p, &flags);
6317
6318                         /* can't set/change the rt policy */
6319                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
6320                                 return -EPERM;
6321
6322                         /* can't increase priority */
6323                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
6324                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
6325                                 return -EPERM;
6326                 }
6327                 /*
6328                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
6329                  * move out of SCHED_IDLE either:
6330                  */
6331                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
6332                         return -EPERM;
6333
6334                 /* can't change other user's priorities */
6335                 if (!check_same_owner(p))
6336                         return -EPERM;
6337
6338                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
6339                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
6340                         return -EPERM;
6341         }
6342
6343         if (user) {
6344 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6345                 /*
6346                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
6347                  * assigned.
6348                  */
6349                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
6350                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6351                         return -EPERM;
6352 #endif
6353
6354                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
6355                 if (retval)
6356                         return retval;
6357         }
6358
6359         /*
6360          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
6361          * changing the priority of the task:
6362          */
6363         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6364         /*
6365          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
6366          * runqueue lock must be held.
6367          */
6368         rq = __task_rq_lock(p);
6369         /* recheck policy now with rq lock held */
6370         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
6371                 policy = oldpolicy = -1;
6372                 __task_rq_unlock(rq);
6373                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6374                 goto recheck;
6375         }
6376         update_rq_clock(rq);
6377         on_rq = p->se.on_rq;
6378         running = task_current(rq, p);
6379         if (on_rq)
6380                 deactivate_task(rq, p, 0);
6381         if (running)
6382                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6383
6384         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
6385
6386         oldprio = p->prio;
6387         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
6388
6389         if (running)
6390                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6391         if (on_rq) {
6392                 activate_task(rq, p, 0);
6393
6394                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6395         }
6396         __task_rq_unlock(rq);
6397         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6398
6399         rt_mutex_adjust_pi(p);
6400
6401         return 0;
6402 }
6403
6404 /**
6405  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
6406  * @p: the task in question.
6407  * @policy: new policy.
6408  * @param: structure containing the new RT priority.
6409  *
6410  * NOTE that the task may be already dead.
6411  */
6412 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6413                        struct sched_param *param)
6414 {
6415         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
6416 }
6417 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
6418
6419 /**
6420  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
6421  * @p: the task in question.
6422  * @policy: new policy.
6423  * @param: structure containing the new RT priority.
6424  *
6425  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
6426  * current context has permission.  For example, this is needed in
6427  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
6428  * but our caller might not have that capability.
6429  */
6430 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
6431                                struct sched_param *param)
6432 {
6433         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
6434 }
6435
6436 static int
6437 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
6438 {
6439         struct sched_param lparam;
6440         struct task_struct *p;
6441         int retval;
6442
6443         if (!param || pid < 0)
6444                 return -EINVAL;
6445         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
6446                 return -EFAULT;
6447
6448         rcu_read_lock();
6449         retval = -ESRCH;
6450         p = find_process_by_pid(pid);
6451         if (p != NULL)
6452                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
6453         rcu_read_unlock();
6454
6455         return retval;
6456 }
6457
6458 /**
6459  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
6460  * @pid: the pid in question.
6461  * @policy: new policy.
6462  * @param: structure containing the new RT priority.
6463  */
6464 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
6465                 struct sched_param __user *, param)
6466 {
6467         /* negative values for policy are not valid */
6468         if (policy < 0)
6469                 return -EINVAL;
6470
6471         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
6472 }
6473
6474 /**
6475  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
6476  * @pid: the pid in question.
6477  * @param: structure containing the new RT priority.
6478  */
6479 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6480 {
6481         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
6482 }
6483
6484 /**
6485  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6486  * @pid: the pid in question.
6487  */
6488 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6489 {
6490         struct task_struct *p;
6491         int retval;
6492
6493         if (pid < 0)
6494                 return -EINVAL;
6495
6496         retval = -ESRCH;
6497         rcu_read_lock();
6498         p = find_process_by_pid(pid);
6499         if (p) {
6500                 retval = security_task_getscheduler(p);
6501                 if (!retval)
6502                         retval = p->policy
6503                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
6504         }
6505         rcu_read_unlock();
6506         return retval;
6507 }
6508
6509 /**
6510  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
6511  * @pid: the pid in question.
6512  * @param: structure containing the RT priority.
6513  */
6514 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6515 {
6516         struct sched_param lp;
6517         struct task_struct *p;
6518         int retval;
6519
6520         if (!param || pid < 0)
6521                 return -EINVAL;
6522
6523         rcu_read_lock();
6524         p = find_process_by_pid(pid);
6525         retval = -ESRCH;
6526         if (!p)
6527                 goto out_unlock;
6528
6529         retval = security_task_getscheduler(p);
6530         if (retval)
6531                 goto out_unlock;
6532
6533         lp.sched_priority = p->rt_priority;
6534         rcu_read_unlock();
6535
6536         /*
6537          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6538          */
6539         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6540
6541         return retval;
6542
6543 out_unlock:
6544         rcu_read_unlock();
6545         return retval;
6546 }
6547
6548 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6549 {
6550         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6551         struct task_struct *p;
6552         int retval;
6553
6554         get_online_cpus();
6555         rcu_read_lock();
6556
6557         p = find_process_by_pid(pid);
6558         if (!p) {
6559                 rcu_read_unlock();
6560                 put_online_cpus();
6561                 return -ESRCH;
6562         }
6563
6564         /* Prevent p going away */
6565         get_task_struct(p);
6566         rcu_read_unlock();
6567
6568         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6569                 retval = -ENOMEM;
6570                 goto out_put_task;
6571         }
6572         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6573                 retval = -ENOMEM;
6574                 goto out_free_cpus_allowed;
6575         }
6576         retval = -EPERM;
6577         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
6578                 goto out_unlock;
6579
6580         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
6581         if (retval)
6582                 goto out_unlock;
6583
6584         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6585         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6586  again:
6587         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
6588
6589         if (!retval) {
6590                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6591                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6592                         /*
6593                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6594                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6595                          * cpuset's cpus_allowed
6596                          */
6597                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6598                         goto again;
6599                 }
6600         }
6601 out_unlock:
6602         free_cpumask_var(new_mask);
6603 out_free_cpus_allowed:
6604         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6605 out_put_task:
6606         put_task_struct(p);
6607         put_online_cpus();
6608         return retval;
6609 }
6610
6611 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6612                              struct cpumask *new_mask)
6613 {
6614         if (len < cpumask_size())
6615                 cpumask_clear(new_mask);
6616         else if (len > cpumask_size())
6617                 len = cpumask_size();
6618
6619         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6620 }
6621
6622 /**
6623  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
6624  * @pid: pid of the process
6625  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6626  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
6627  */
6628 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6629                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6630 {
6631         cpumask_var_t new_mask;
6632         int retval;
6633
6634         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6635                 return -ENOMEM;
6636
6637         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6638         if (retval == 0)
6639                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6640         free_cpumask_var(new_mask);
6641         return retval;
6642 }
6643
6644 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6645 {
6646         struct task_struct *p;
6647         unsigned long flags;
6648         struct rq *rq;
6649         int retval;
6650
6651         get_online_cpus();
6652         rcu_read_lock();
6653
6654         retval = -ESRCH;
6655         p = find_process_by_pid(pid);
6656         if (!p)
6657                 goto out_unlock;
6658
6659         retval = security_task_getscheduler(p);
6660         if (retval)
6661                 goto out_unlock;
6662
6663         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6664         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6665         task_rq_unlock(rq, &flags);
6666
6667 out_unlock:
6668         rcu_read_unlock();
6669         put_online_cpus();
6670
6671         return retval;
6672 }
6673
6674 /**
6675  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
6676  * @pid: pid of the process
6677  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6678  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
6679  */
6680 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6681                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6682 {
6683         int ret;
6684         cpumask_var_t mask;
6685
6686         if (len < cpumask_size())
6687                 return -EINVAL;
6688
6689         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6690                 return -ENOMEM;
6691
6692         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6693         if (ret == 0) {
6694                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, cpumask_size()))
6695                         ret = -EFAULT;
6696                 else
6697                         ret = cpumask_size();
6698         }
6699         free_cpumask_var(mask);
6700
6701         return ret;
6702 }
6703
6704 /**
6705  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6706  *
6707  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6708  * other threads running on this CPU then this function will return.
6709  */
6710 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6711 {
6712         struct rq *rq = this_rq_lock();
6713
6714         schedstat_inc(rq, yld_count);
6715         current->sched_class->yield_task(rq);
6716
6717         /*
6718          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6719          * no need to preempt or enable interrupts:
6720          */
6721         __release(rq->lock);
6722         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
6723         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
6724         preempt_enable_no_resched();
6725
6726         schedule();
6727
6728         return 0;
6729 }
6730
6731 static inline int should_resched(void)
6732 {
6733         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
6734 }
6735
6736 static void __cond_resched(void)
6737 {
6738         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6739         schedule();
6740         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6741 }
6742
6743 int __sched _cond_resched(void)
6744 {
6745         if (should_resched()) {
6746                 __cond_resched();
6747                 return 1;
6748         }
6749         return 0;
6750 }
6751 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6752
6753 /*
6754  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6755  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6756  *
6757  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
6758  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6759  * spin_unlock(), once by hand).
6760  */
6761 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6762 {
6763         int resched = should_resched();
6764         int ret = 0;
6765
6766         lockdep_assert_held(lock);
6767
6768         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6769                 spin_unlock(lock);
6770                 if (resched)
6771                         __cond_resched();
6772                 else
6773                         cpu_relax();
6774                 ret = 1;
6775                 spin_lock(lock);
6776         }
6777         return ret;
6778 }
6779 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
6780
6781 int __sched __cond_resched_softirq(void)
6782 {
6783         BUG_ON(!in_softirq());
6784
6785         if (should_resched()) {
6786                 local_bh_enable();
6787                 __cond_resched();
6788                 local_bh_disable();
6789                 return 1;
6790         }
6791         return 0;
6792 }
6793 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
6794
6795 /**
6796  * yield - yield the current processor to other threads.
6797  *
6798  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6799  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6800  */
6801 void __sched yield(void)
6802 {
6803         set_current_state(TASK_RUNNING);
6804         sys_sched_yield();
6805 }
6806 EXPORT_SYMBOL(yield);
6807
6808 /*
6809  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6810  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6811  */
6812 void __sched io_schedule(void)
6813 {
6814         struct rq *rq = raw_rq();
6815
6816         delayacct_blkio_start();
6817         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6818         current->in_iowait = 1;
6819         schedule();
6820         current->in_iowait = 0;
6821         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6822         delayacct_blkio_end();
6823 }
6824 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6825
6826 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6827 {
6828         struct rq *rq = raw_rq();
6829         long ret;
6830
6831         delayacct_blkio_start();
6832         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6833         current->in_iowait = 1;
6834         ret = schedule_timeout(timeout);
6835         current->in_iowait = 0;
6836         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6837         delayacct_blkio_end();
6838         return ret;
6839 }
6840
6841 /**
6842  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6843  * @policy: scheduling class.
6844  *
6845  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6846  * by a given scheduling class.
6847  */
6848 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6849 {
6850         int ret = -EINVAL;
6851
6852         switch (policy) {
6853         case SCHED_FIFO:
6854         case SCHED_RR:
6855                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6856                 break;
6857         case SCHED_NORMAL:
6858         case SCHED_BATCH:
6859         case SCHED_IDLE:
6860                 ret = 0;
6861                 break;
6862         }
6863         return ret;
6864 }
6865
6866 /**
6867  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6868  * @policy: scheduling class.
6869  *
6870  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6871  * by a given scheduling class.
6872  */
6873 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6874 {
6875         int ret = -EINVAL;
6876
6877         switch (policy) {
6878         case SCHED_FIFO:
6879         case SCHED_RR:
6880                 ret = 1;
6881                 break;
6882         case SCHED_NORMAL:
6883         case SCHED_BATCH:
6884         case SCHED_IDLE:
6885                 ret = 0;
6886         }
6887         return ret;
6888 }
6889
6890 /**
6891  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6892  * @pid: pid of the process.
6893  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6894  *
6895  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6896  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6897  */
6898 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6899                 struct timespec __user *, interval)
6900 {
6901         struct task_struct *p;
6902         unsigned int time_slice;
6903         unsigned long flags;
6904         struct rq *rq;
6905         int retval;
6906         struct timespec t;
6907
6908         if (pid < 0)
6909                 return -EINVAL;
6910
6911         retval = -ESRCH;
6912         rcu_read_lock();
6913         p = find_process_by_pid(pid);
6914     &nbs