Merge branch 'linus' into perfcounters/core
[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_counter.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/reciprocal_div.h>
68 #include <linux/unistd.h>
69 #include <linux/pagemap.h>
70 #include <linux/hrtimer.h>
71 #include <linux/tick.h>
72 #include <linux/bootmem.h>
73 #include <linux/debugfs.h>
74 #include <linux/ctype.h>
75 #include <linux/ftrace.h>
76
77 #include <asm/tlb.h>
78 #include <asm/irq_regs.h>
79
80 #include "sched_cpupri.h"
81
82 #define CREATE_TRACE_POINTS
83 #include <trace/events/sched.h>
84
85 /*
86  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
87  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
88  * and back.
89  */
90 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
91 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
92 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
93
94 /*
95  * 'User priority' is the nice value converted to something we
96  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
97  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
98  */
99 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
100 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
101 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
102
103 /*
104  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
105  */
106 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
107
108 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
109 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
110
111 /*
112  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
113  *
114  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
115  * Timeslices get refilled after they expire.
116  */
117 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
118
119 /*
120  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
121  */
122 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
123
124 #ifdef CONFIG_SMP
125
126 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
127
128 /*
129  * Divide a load by a sched group cpu_power : (load / sg->__cpu_power)
130  * Since cpu_power is a 'constant', we can use a reciprocal divide.
131  */
132 static inline u32 sg_div_cpu_power(const struct sched_group *sg, u32 load)
133 {
134         return reciprocal_divide(load, sg->reciprocal_cpu_power);
135 }
136
137 /*
138  * Each time a sched group cpu_power is changed,
139  * we must compute its reciprocal value
140  */
141 static inline void sg_inc_cpu_power(struct sched_group *sg, u32 val)
142 {
143         sg->__cpu_power += val;
144         sg->reciprocal_cpu_power = reciprocal_value(sg->__cpu_power);
145 }
146 #endif
147
148 static inline int rt_policy(int policy)
149 {
150         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
151                 return 1;
152         return 0;
153 }
154
155 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
156 {
157         return rt_policy(p->policy);
158 }
159
160 /*
161  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
162  */
163 struct rt_prio_array {
164         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
165         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
166 };
167
168 struct rt_bandwidth {
169         /* nests inside the rq lock: */
170         spinlock_t              rt_runtime_lock;
171         ktime_t                 rt_period;
172         u64                     rt_runtime;
173         struct hrtimer          rt_period_timer;
174 };
175
176 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
177
178 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
179
180 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
181 {
182         struct rt_bandwidth *rt_b =
183                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
184         ktime_t now;
185         int overrun;
186         int idle = 0;
187
188         for (;;) {
189                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
190                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
191
192                 if (!overrun)
193                         break;
194
195                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
196         }
197
198         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
199 }
200
201 static
202 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
203 {
204         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
205         rt_b->rt_runtime = runtime;
206
207         spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
208
209         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
210                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
211         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
212 }
213
214 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
215 {
216         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
217 }
218
219 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
220 {
221         ktime_t now;
222
223         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
224                 return;
225
226         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
227                 return;
228
229         spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
230         for (;;) {
231                 unsigned long delta;
232                 ktime_t soft, hard;
233
234                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
235                         break;
236
237                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
238                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
239
240                 soft = hrtimer_get_softexpires(&rt_b->rt_period_timer);
241                 hard = hrtimer_get_expires(&rt_b->rt_period_timer);
242                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
243                 __hrtimer_start_range_ns(&rt_b->rt_period_timer, soft, delta,
244                                 HRTIMER_MODE_ABS, 0);
245         }
246         spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
247 }
248
249 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
250 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
251 {
252         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
253 }
254 #endif
255
256 /*
257  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
258  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
259  */
260 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
261
262 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
263
264 #include <linux/cgroup.h>
265
266 struct cfs_rq;
267
268 static LIST_HEAD(task_groups);
269
270 /* task group related information */
271 struct task_group {
272 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
273         struct cgroup_subsys_state css;
274 #endif
275
276 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
277         uid_t uid;
278 #endif
279
280 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
281         /* schedulable entities of this group on each cpu */
282         struct sched_entity **se;
283         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
284         struct cfs_rq **cfs_rq;
285         unsigned long shares;
286 #endif
287
288 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
289         struct sched_rt_entity **rt_se;
290         struct rt_rq **rt_rq;
291
292         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
293 #endif
294
295         struct rcu_head rcu;
296         struct list_head list;
297
298         struct task_group *parent;
299         struct list_head siblings;
300         struct list_head children;
301 };
302
303 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
304
305 /* Helper function to pass uid information to create_sched_user() */
306 void set_tg_uid(struct user_struct *user)
307 {
308         user->tg->uid = user->uid;
309 }
310
311 /*
312  * Root task group.
313  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
314  *      be a child to this group.
315  */
316 struct task_group root_task_group;
317
318 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
319 /* Default task group's sched entity on each cpu */
320 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
321 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
322 static DEFINE_PER_CPU(struct cfs_rq, init_cfs_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
323 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
324
325 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
326 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
327 static DEFINE_PER_CPU(struct rt_rq, init_rt_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
328 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
329 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
330 #define root_task_group init_task_group
331 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
332
333 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
334  * a task group's cpu shares.
335  */
336 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
337
338 #ifdef CONFIG_SMP
339 static int root_task_group_empty(void)
340 {
341         return list_empty(&root_task_group.children);
342 }
343 #endif
344
345 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
346 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
347 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
348 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
349 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
350 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
351
352 /*
353  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
354  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
355  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
356  * too large, so as the shares value of a task group.
357  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
358  *  limitation from this.)
359  */
360 #define MIN_SHARES      2
361 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
362
363 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
364 #endif
365
366 /* Default task group.
367  *      Every task in system belong to this group at bootup.
368  */
369 struct task_group init_task_group;
370
371 /* return group to which a task belongs */
372 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
373 {
374         struct task_group *tg;
375
376 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
377         rcu_read_lock();
378         tg = __task_cred(p)->user->tg;
379         rcu_read_unlock();
380 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
381         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
382                                 struct task_group, css);
383 #else
384         tg = &init_task_group;
385 #endif
386         return tg;
387 }
388
389 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
390 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
391 {
392 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
393         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
394         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
395 #endif
396
397 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
398         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
399         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
400 #endif
401 }
402
403 #else
404
405 #ifdef CONFIG_SMP
406 static int root_task_group_empty(void)
407 {
408         return 1;
409 }
410 #endif
411
412 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
413 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
414 {
415         return NULL;
416 }
417
418 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
419
420 /* CFS-related fields in a runqueue */
421 struct cfs_rq {
422         struct load_weight load;
423         unsigned long nr_running;
424
425         u64 exec_clock;
426         u64 min_vruntime;
427
428         struct rb_root tasks_timeline;
429         struct rb_node *rb_leftmost;
430
431         struct list_head tasks;
432         struct list_head *balance_iterator;
433
434         /*
435          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
436          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
437          */
438         struct sched_entity *curr, *next, *last;
439
440         unsigned int nr_spread_over;
441
442 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
443         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
444
445         /*
446          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
447          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
448          * (like users, containers etc.)
449          *
450          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
451          * list is used during load balance.
452          */
453         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
454         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
455
456 #ifdef CONFIG_SMP
457         /*
458          * the part of load.weight contributed by tasks
459          */
460         unsigned long task_weight;
461
462         /*
463          *   h_load = weight * f(tg)
464          *
465          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
466          * this group.
467          */
468         unsigned long h_load;
469
470         /*
471          * this cpu's part of tg->shares
472          */
473         unsigned long shares;
474
475         /*
476          * load.weight at the time we set shares
477          */
478         unsigned long rq_weight;
479 #endif
480 #endif
481 };
482
483 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
484 struct rt_rq {
485         struct rt_prio_array active;
486         unsigned long rt_nr_running;
487 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
488         struct {
489                 int curr; /* highest queued rt task prio */
490 #ifdef CONFIG_SMP
491                 int next; /* next highest */
492 #endif
493         } highest_prio;
494 #endif
495 #ifdef CONFIG_SMP
496         unsigned long rt_nr_migratory;
497         int overloaded;
498         struct plist_head pushable_tasks;
499 #endif
500         int rt_throttled;
501         u64 rt_time;
502         u64 rt_runtime;
503         /* Nests inside the rq lock: */
504         spinlock_t rt_runtime_lock;
505
506 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
507         unsigned long rt_nr_boosted;
508
509         struct rq *rq;
510         struct list_head leaf_rt_rq_list;
511         struct task_group *tg;
512         struct sched_rt_entity *rt_se;
513 #endif
514 };
515
516 #ifdef CONFIG_SMP
517
518 /*
519  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
520  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
521  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
522  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
523  * object.
524  *
525  */
526 struct root_domain {
527         atomic_t refcount;
528         cpumask_var_t span;
529         cpumask_var_t online;
530
531         /*
532          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
533          * one runnable RT task.
534          */
535         cpumask_var_t rto_mask;
536         atomic_t rto_count;
537 #ifdef CONFIG_SMP
538         struct cpupri cpupri;
539 #endif
540 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
541         /*
542          * Preferred wake up cpu nominated by sched_mc balance that will be
543          * used when most cpus are idle in the system indicating overall very
544          * low system utilisation. Triggered at POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP(2)
545          */
546         unsigned int sched_mc_preferred_wakeup_cpu;
547 #endif
548 };
549
550 /*
551  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
552  * members (mimicking the global state we have today).
553  */
554 static struct root_domain def_root_domain;
555
556 #endif
557
558 /*
559  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
560  *
561  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
562  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
563  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
564  */
565 struct rq {
566         /* runqueue lock: */
567         spinlock_t lock;
568
569         /*
570          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
571          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
572          */
573         unsigned long nr_running;
574         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
575         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
576 #ifdef CONFIG_NO_HZ
577         unsigned long last_tick_seen;
578         unsigned char in_nohz_recently;
579 #endif
580         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
581         struct load_weight load;
582         unsigned long nr_load_updates;
583         u64 nr_switches;
584         u64 nr_migrations_in;
585
586         struct cfs_rq cfs;
587         struct rt_rq rt;
588
589 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
590         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
591         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
592 #endif
593 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
594         struct list_head leaf_rt_rq_list;
595 #endif
596
597         /*
598          * This is part of a global counter where only the total sum
599          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
600          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
601          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
602          */
603         unsigned long nr_uninterruptible;
604
605         struct task_struct *curr, *idle;
606         unsigned long next_balance;
607         struct mm_struct *prev_mm;
608
609         u64 clock;
610
611         atomic_t nr_iowait;
612
613 #ifdef CONFIG_SMP
614         struct root_domain *rd;
615         struct sched_domain *sd;
616
617         unsigned char idle_at_tick;
618         /* For active balancing */
619         int active_balance;
620         int push_cpu;
621         /* cpu of this runqueue: */
622         int cpu;
623         int online;
624
625         unsigned long avg_load_per_task;
626
627         struct task_struct *migration_thread;
628         struct list_head migration_queue;
629 #endif
630
631         /* calc_load related fields */
632         unsigned long calc_load_update;
633         long calc_load_active;
634
635 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
636 #ifdef CONFIG_SMP
637         int hrtick_csd_pending;
638         struct call_single_data hrtick_csd;
639 #endif
640         struct hrtimer hrtick_timer;
641 #endif
642
643 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
644         /* latency stats */
645         struct sched_info rq_sched_info;
646         unsigned long long rq_cpu_time;
647         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
648
649         /* sys_sched_yield() stats */
650         unsigned int yld_count;
651
652         /* schedule() stats */
653         unsigned int sched_switch;
654         unsigned int sched_count;
655         unsigned int sched_goidle;
656
657         /* try_to_wake_up() stats */
658         unsigned int ttwu_count;
659         unsigned int ttwu_local;
660
661         /* BKL stats */
662         unsigned int bkl_count;
663 #endif
664 };
665
666 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
667
668 static inline void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sync)
669 {
670         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, sync);
671 }
672
673 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
674 {
675 #ifdef CONFIG_SMP
676         return rq->cpu;
677 #else
678         return 0;
679 #endif
680 }
681
682 /*
683  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
684  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
685  *
686  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
687  * preempt-disabled sections.
688  */
689 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
690         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
691
692 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
693 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
694 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
695 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
696
697 inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
698 {
699         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
700 }
701
702 /*
703  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
704  */
705 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
706 # define const_debug __read_mostly
707 #else
708 # define const_debug static const
709 #endif
710
711 /**
712  * runqueue_is_locked
713  *
714  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
715  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
716  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
717  */
718 int runqueue_is_locked(void)
719 {
720         int cpu = get_cpu();
721         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
722         int ret;
723
724         ret = spin_is_locked(&rq->lock);
725         put_cpu();
726         return ret;
727 }
728
729 /*
730  * Debugging: various feature bits
731  */
732
733 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
734         __SCHED_FEAT_##name ,
735
736 enum {
737 #include "sched_features.h"
738 };
739
740 #undef SCHED_FEAT
741
742 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
743         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
744
745 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
746 #include "sched_features.h"
747         0;
748
749 #undef SCHED_FEAT
750
751 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
752 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
753         #name ,
754
755 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
756 #include "sched_features.h"
757         NULL
758 };
759
760 #undef SCHED_FEAT
761
762 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
763 {
764         int i;
765
766         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
767                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
768                         seq_puts(m, "NO_");
769                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
770         }
771         seq_puts(m, "\n");
772
773         return 0;
774 }
775
776 static ssize_t
777 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
778                 size_t cnt, loff_t *ppos)
779 {
780         char buf[64];
781         char *cmp = buf;
782         int neg = 0;
783         int i;
784
785         if (cnt > 63)
786                 cnt = 63;
787
788         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
789                 return -EFAULT;
790
791         buf[cnt] = 0;
792
793         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
794                 neg = 1;
795                 cmp += 3;
796         }
797
798         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
799                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
800
801                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
802                         if (neg)
803                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
804                         else
805                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
806                         break;
807                 }
808         }
809
810         if (!sched_feat_names[i])
811                 return -EINVAL;
812
813         filp->f_pos += cnt;
814
815         return cnt;
816 }
817
818 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
819 {
820         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
821 }
822
823 static struct file_operations sched_feat_fops = {
824         .open           = sched_feat_open,
825         .write          = sched_feat_write,
826         .read           = seq_read,
827         .llseek         = seq_lseek,
828         .release        = single_release,
829 };
830
831 static __init int sched_init_debug(void)
832 {
833         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
834                         &sched_feat_fops);
835
836         return 0;
837 }
838 late_initcall(sched_init_debug);
839
840 #endif
841
842 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
843
844 /*
845  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
846  * Limited because this is done with IRQs disabled.
847  */
848 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
849
850 /*
851  * ratelimit for updating the group shares.
852  * default: 0.25ms
853  */
854 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
855
856 /*
857  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
858  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
859  * default: 4
860  */
861 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
862
863 /*
864  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
865  * default: 1s
866  */
867 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
868
869 static __read_mostly int scheduler_running;
870
871 /*
872  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
873  * default: 0.95s
874  */
875 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
876
877 static inline u64 global_rt_period(void)
878 {
879         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
880 }
881
882 static inline u64 global_rt_runtime(void)
883 {
884         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
885                 return RUNTIME_INF;
886
887         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
888 }
889
890 #ifndef prepare_arch_switch
891 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
892 #endif
893 #ifndef finish_arch_switch
894 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
895 #endif
896
897 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
898 {
899         return rq->curr == p;
900 }
901
902 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
903 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
904 {
905         return task_current(rq, p);
906 }
907
908 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
909 {
910 }
911
912 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
913 {
914 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
915         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
916         rq->lock.owner = current;
917 #endif
918         /*
919          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
920          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
921          * prev into current:
922          */
923         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
924
925         spin_unlock_irq(&rq->lock);
926 }
927
928 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
929 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
930 {
931 #ifdef CONFIG_SMP
932         return p->oncpu;
933 #else
934         return task_current(rq, p);
935 #endif
936 }
937
938 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
939 {
940 #ifdef CONFIG_SMP
941         /*
942          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
943          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
944          * here.
945          */
946         next->oncpu = 1;
947 #endif
948 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
949         spin_unlock_irq(&rq->lock);
950 #else
951         spin_unlock(&rq->lock);
952 #endif
953 }
954
955 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
956 {
957 #ifdef CONFIG_SMP
958         /*
959          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
960          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
961          * finished.
962          */
963         smp_wmb();
964         prev->oncpu = 0;
965 #endif
966 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
967         local_irq_enable();
968 #endif
969 }
970 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
971
972 /*
973  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
974  * Must be called interrupts disabled.
975  */
976 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
977         __acquires(rq->lock)
978 {
979         for (;;) {
980                 struct rq *rq = task_rq(p);
981                 spin_lock(&rq->lock);
982                 if (likely(rq == task_rq(p)))
983                         return rq;
984                 spin_unlock(&rq->lock);
985         }
986 }
987
988 /*
989  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
990  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
991  * explicitly disabling preemption.
992  */
993 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
994         __acquires(rq->lock)
995 {
996         struct rq *rq;
997
998         for (;;) {
999                 local_irq_save(*flags);
1000                 rq = task_rq(p);
1001                 spin_lock(&rq->lock);
1002                 if (likely(rq == task_rq(p)))
1003                         return rq;
1004                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
1005         }
1006 }
1007
1008 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
1009 {
1010         struct rq *rq = task_rq(p);
1011
1012         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
1013         spin_unlock_wait(&rq->lock);
1014 }
1015
1016 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1017         __releases(rq->lock)
1018 {
1019         spin_unlock(&rq->lock);
1020 }
1021
1022 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
1023         __releases(rq->lock)
1024 {
1025         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
1026 }
1027
1028 /*
1029  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1030  */
1031 static struct rq *this_rq_lock(void)
1032         __acquires(rq->lock)
1033 {
1034         struct rq *rq;
1035
1036         local_irq_disable();
1037         rq = this_rq();
1038         spin_lock(&rq->lock);
1039
1040         return rq;
1041 }
1042
1043 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1044 /*
1045  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1046  *
1047  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1048  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1049  * reschedule event.
1050  *
1051  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1052  * rq->lock.
1053  */
1054
1055 /*
1056  * Use hrtick when:
1057  *  - enabled by features
1058  *  - hrtimer is actually high res
1059  */
1060 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1061 {
1062         if (!sched_feat(HRTICK))
1063                 return 0;
1064         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1065                 return 0;
1066         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1067 }
1068
1069 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1070 {
1071         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1072                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1073 }
1074
1075 /*
1076  * High-resolution timer tick.
1077  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1078  */
1079 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1080 {
1081         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1082
1083         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1084
1085         spin_lock(&rq->lock);
1086         update_rq_clock(rq);
1087         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1088         spin_unlock(&rq->lock);
1089
1090         return HRTIMER_NORESTART;
1091 }
1092
1093 #ifdef CONFIG_SMP
1094 /*
1095  * called from hardirq (IPI) context
1096  */
1097 static void __hrtick_start(void *arg)
1098 {
1099         struct rq *rq = arg;
1100
1101         spin_lock(&rq->lock);
1102         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1103         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1104         spin_unlock(&rq->lock);
1105 }
1106
1107 /*
1108  * Called to set the hrtick timer state.
1109  *
1110  * called with rq->lock held and irqs disabled
1111  */
1112 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1113 {
1114         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1115         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1116
1117         hrtimer_set_expires(timer, time);
1118
1119         if (rq == this_rq()) {
1120                 hrtimer_restart(timer);
1121         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1122                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1123                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1124         }
1125 }
1126
1127 static int
1128 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1129 {
1130         int cpu = (int)(long)hcpu;
1131
1132         switch (action) {
1133         case CPU_UP_CANCELED:
1134         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1135         case CPU_DOWN_PREPARE:
1136         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1137         case CPU_DEAD:
1138         case CPU_DEAD_FROZEN:
1139                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1140                 return NOTIFY_OK;
1141         }
1142
1143         return NOTIFY_DONE;
1144 }
1145
1146 static __init void init_hrtick(void)
1147 {
1148         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1149 }
1150 #else
1151 /*
1152  * Called to set the hrtick timer state.
1153  *
1154  * called with rq->lock held and irqs disabled
1155  */
1156 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1157 {
1158         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1159                         HRTIMER_MODE_REL, 0);
1160 }
1161
1162 static inline void init_hrtick(void)
1163 {
1164 }
1165 #endif /* CONFIG_SMP */
1166
1167 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1168 {
1169 #ifdef CONFIG_SMP
1170         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1171
1172         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1173         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1174         rq->hrtick_csd.info = rq;
1175 #endif
1176
1177         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1178         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1179 }
1180 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1181 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1182 {
1183 }
1184
1185 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1186 {
1187 }
1188
1189 static inline void init_hrtick(void)
1190 {
1191 }
1192 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1193
1194 /*
1195  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1196  *
1197  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1198  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1199  * the target CPU.
1200  */
1201 #ifdef CONFIG_SMP
1202
1203 #ifndef tsk_is_polling
1204 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1205 #endif
1206
1207 static void resched_task(struct task_struct *p)
1208 {
1209         int cpu;
1210
1211         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1212
1213         if (test_tsk_need_resched(p))
1214                 return;
1215
1216         set_tsk_need_resched(p);
1217
1218         cpu = task_cpu(p);
1219         if (cpu == smp_processor_id())
1220                 return;
1221
1222         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1223         smp_mb();
1224         if (!tsk_is_polling(p))
1225                 smp_send_reschedule(cpu);
1226 }
1227
1228 static void resched_cpu(int cpu)
1229 {
1230         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1231         unsigned long flags;
1232
1233         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1234                 return;
1235         resched_task(cpu_curr(cpu));
1236         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1237 }
1238
1239 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1240 /*
1241  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1242  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1243  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1244  * idle system the next event might even be infinite time into the
1245  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1246  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1247  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1248  * wheel for the next timer event.
1249  */
1250 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1251 {
1252         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1253
1254         if (cpu == smp_processor_id())
1255                 return;
1256
1257         /*
1258          * This is safe, as this function is called with the timer
1259          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1260          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1261          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1262          * timer into account automatically.
1263          */
1264         if (rq->curr != rq->idle)
1265                 return;
1266
1267         /*
1268          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1269          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1270          * idle task through an additional NOOP schedule()
1271          */
1272         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1273
1274         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1275         smp_mb();
1276         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1277                 smp_send_reschedule(cpu);
1278 }
1279 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1280
1281 #else /* !CONFIG_SMP */
1282 static void resched_task(struct task_struct *p)
1283 {
1284         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1285         set_tsk_need_resched(p);
1286 }
1287 #endif /* CONFIG_SMP */
1288
1289 #if BITS_PER_LONG == 32
1290 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1291 #else
1292 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1293 #endif
1294
1295 #define WMULT_SHIFT     32
1296
1297 /*
1298  * Shift right and round:
1299  */
1300 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1301
1302 /*
1303  * delta *= weight / lw
1304  */
1305 static unsigned long
1306 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1307                 struct load_weight *lw)
1308 {
1309         u64 tmp;
1310
1311         if (!lw->inv_weight) {
1312                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1313                         lw->inv_weight = 1;
1314                 else
1315                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1316                                 / (lw->weight+1);
1317         }
1318
1319         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1320         /*
1321          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1322          */
1323         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1324                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1325                         WMULT_SHIFT/2);
1326         else
1327                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1328
1329         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1330 }
1331
1332 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1333 {
1334         lw->weight += inc;
1335         lw->inv_weight = 0;
1336 }
1337
1338 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1339 {
1340         lw->weight -= dec;
1341         lw->inv_weight = 0;
1342 }
1343
1344 /*
1345  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1346  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1347  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1348  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1349  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1350  * slice expiry etc.
1351  */
1352
1353 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1354 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1355
1356 /*
1357  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1358  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1359  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1360  * that remained on nice 0.
1361  *
1362  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1363  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1364  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1365  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1366  * the relative distance between them is ~25%.)
1367  */
1368 static const int prio_to_weight[40] = {
1369  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1370  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1371  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1372  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1373  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1374  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1375  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1376  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1377 };
1378
1379 /*
1380  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1381  *
1382  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1383  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1384  * into multiplications:
1385  */
1386 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1387  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1388  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1389  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1390  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1391  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1392  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1393  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1394  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1395 };
1396
1397 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1398
1399 /*
1400  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1401  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1402  * structures to the load-balancing proper:
1403  */
1404 struct rq_iterator {
1405         void *arg;
1406         struct task_struct *(*start)(void *);
1407         struct task_struct *(*next)(void *);
1408 };
1409
1410 #ifdef CONFIG_SMP
1411 static unsigned long
1412 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1413               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1414               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1415               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1416
1417 static int
1418 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1419                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1420                    struct rq_iterator *iterator);
1421 #endif
1422
1423 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1424 enum cpuacct_stat_index {
1425         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1426         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1427
1428         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1429 };
1430
1431 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1432 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1433 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1434                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1435 #else
1436 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1437 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1438                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1439 #endif
1440
1441 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1442 {
1443         update_load_add(&rq->load, load);
1444 }
1445
1446 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1447 {
1448         update_load_sub(&rq->load, load);
1449 }
1450
1451 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1452 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1453
1454 /*
1455  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1456  * leaving it for the final time.
1457  */
1458 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1459 {
1460         struct task_group *parent, *child;
1461         int ret;
1462
1463         rcu_read_lock();
1464         parent = &root_task_group;
1465 down:
1466         ret = (*down)(parent, data);
1467         if (ret)
1468                 goto out_unlock;
1469         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1470                 parent = child;
1471                 goto down;
1472
1473 up:
1474                 continue;
1475         }
1476         ret = (*up)(parent, data);
1477         if (ret)
1478                 goto out_unlock;
1479
1480         child = parent;
1481         parent = parent->parent;
1482         if (parent)
1483                 goto up;
1484 out_unlock:
1485         rcu_read_unlock();
1486
1487         return ret;
1488 }
1489
1490 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1491 {
1492         return 0;
1493 }
1494 #endif
1495
1496 #ifdef CONFIG_SMP
1497 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1498 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1499 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1500
1501 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1502 {
1503         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1504         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1505
1506         if (nr_running)
1507                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1508         else
1509                 rq->avg_load_per_task = 0;
1510
1511         return rq->avg_load_per_task;
1512 }
1513
1514 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1515
1516 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1517
1518 /*
1519  * Calculate and set the cpu's group shares.
1520  */
1521 static void
1522 update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1523                         unsigned long sd_shares, unsigned long sd_rq_weight)
1524 {
1525         unsigned long shares;
1526         unsigned long rq_weight;
1527
1528         if (!tg->se[cpu])
1529                 return;
1530
1531         rq_weight = tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight;
1532
1533         /*
1534          *           \Sum shares * rq_weight
1535          * shares =  -----------------------
1536          *               \Sum rq_weight
1537          *
1538          */
1539         shares = (sd_shares * rq_weight) / sd_rq_weight;
1540         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1541
1542         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1543                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1544                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1545                 unsigned long flags;
1546
1547                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1548                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = shares;
1549
1550                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1551                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1552         }
1553 }
1554
1555 /*
1556  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1557  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1558  * parent group depends on the shares of its child groups.
1559  */
1560 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1561 {
1562         unsigned long weight, rq_weight = 0;
1563         unsigned long shares = 0;
1564         struct sched_domain *sd = data;
1565         int i;
1566
1567         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1568                 /*
1569                  * If there are currently no tasks on the cpu pretend there
1570                  * is one of average load so that when a new task gets to
1571                  * run here it will not get delayed by group starvation.
1572                  */
1573                 weight = tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1574                 if (!weight)
1575                         weight = NICE_0_LOAD;
1576
1577                 tg->cfs_rq[i]->rq_weight = weight;
1578                 rq_weight += weight;
1579                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1580         }
1581
1582         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1583                 shares = tg->shares;
1584
1585         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1586                 shares = tg->shares;
1587
1588         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd))
1589                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight);
1590
1591         return 0;
1592 }
1593
1594 /*
1595  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1596  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1597  * group is a fraction of its parents load.
1598  */
1599 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1600 {
1601         unsigned long load;
1602         long cpu = (long)data;
1603
1604         if (!tg->parent) {
1605                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1606         } else {
1607                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1608                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1609                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1610         }
1611
1612         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1613
1614         return 0;
1615 }
1616
1617 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1618 {
1619         u64 now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1620         s64 elapsed = now - sd->last_update;
1621
1622         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1623                 sd->last_update = now;
1624                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1625         }
1626 }
1627
1628 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1629 {
1630         spin_unlock(&rq->lock);
1631         update_shares(sd);
1632         spin_lock(&rq->lock);
1633 }
1634
1635 static void update_h_load(long cpu)
1636 {
1637         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1638 }
1639
1640 #else
1641
1642 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1643 {
1644 }
1645
1646 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1647 {
1648 }
1649
1650 #endif
1651
1652 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1653
1654 /*
1655  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1656  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1657  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1658  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1659  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1660  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1661  */
1662 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1663         __releases(this_rq->lock)
1664         __acquires(busiest->lock)
1665         __acquires(this_rq->lock)
1666 {
1667         spin_unlock(&this_rq->lock);
1668         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1669
1670         return 1;
1671 }
1672
1673 #else
1674 /*
1675  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1676  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1677  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1678  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1679  * regardless of entry order into the function.
1680  */
1681 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1682         __releases(this_rq->lock)
1683         __acquires(busiest->lock)
1684         __acquires(this_rq->lock)
1685 {
1686         int ret = 0;
1687
1688         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
1689                 if (busiest < this_rq) {
1690                         spin_unlock(&this_rq->lock);
1691                         spin_lock(&busiest->lock);
1692                         spin_lock_nested(&this_rq->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1693                         ret = 1;
1694                 } else
1695                         spin_lock_nested(&busiest->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1696         }
1697         return ret;
1698 }
1699
1700 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1701
1702 /*
1703  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1704  */
1705 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1706 {
1707         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1708                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1709                 spin_unlock(&this_rq->lock);
1710                 BUG_ON(1);
1711         }
1712
1713         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1714 }
1715
1716 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1717         __releases(busiest->lock)
1718 {
1719         spin_unlock(&busiest->lock);
1720         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1721 }
1722 #endif
1723
1724 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1725 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1726 {
1727 #ifdef CONFIG_SMP
1728         cfs_rq->shares = shares;
1729 #endif
1730 }
1731 #endif
1732
1733 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq);
1734
1735 #include "sched_stats.h"
1736 #include "sched_idletask.c"
1737 #include "sched_fair.c"
1738 #include "sched_rt.c"
1739 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1740 # include "sched_debug.c"
1741 #endif
1742
1743 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1744 #define for_each_class(class) \
1745    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1746
1747 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1748 {
1749         rq->nr_running++;
1750 }
1751
1752 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1753 {
1754         rq->nr_running--;
1755 }
1756
1757 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1758 {
1759         if (task_has_rt_policy(p)) {
1760                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1761                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1762                 return;
1763         }
1764
1765         /*
1766          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1767          */
1768         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1769                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1770                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1771                 return;
1772         }
1773
1774         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1775         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1776 }
1777
1778 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1779 {
1780         s64 diff = sample - *avg;
1781         *avg += diff >> 3;
1782 }
1783
1784 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1785 {
1786         if (wakeup)
1787                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1788
1789         sched_info_queued(p);
1790         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1791         p->se.on_rq = 1;
1792 }
1793
1794 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1795 {
1796         if (sleep) {
1797                 if (p->se.last_wakeup) {
1798                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1799                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1800                         p->se.last_wakeup = 0;
1801                 } else {
1802                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1803                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1804                 }
1805         }
1806
1807         sched_info_dequeued(p);
1808         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1809         p->se.on_rq = 0;
1810 }
1811
1812 /*
1813  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1814  */
1815 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1816 {
1817         return p->static_prio;
1818 }
1819
1820 /*
1821  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1822  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1823  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1824  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1825  * estimator recalculates.
1826  */
1827 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1828 {
1829         int prio;
1830
1831         if (task_has_rt_policy(p))
1832                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1833         else
1834                 prio = __normal_prio(p);
1835         return prio;
1836 }
1837
1838 /*
1839  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1840  * taken into account by the scheduler. This value might
1841  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1842  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1843  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1844  */
1845 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1846 {
1847         p->normal_prio = normal_prio(p);
1848         /*
1849          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1850          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1851          * to the normal priority:
1852          */
1853         if (!rt_prio(p->prio))
1854                 return p->normal_prio;
1855         return p->prio;
1856 }
1857
1858 /*
1859  * activate_task - move a task to the runqueue.
1860  */
1861 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1862 {
1863         if (task_contributes_to_load(p))
1864                 rq->nr_uninterruptible--;
1865
1866         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1867         inc_nr_running(rq);
1868 }
1869
1870 /*
1871  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1872  */
1873 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1874 {
1875         if (task_contributes_to_load(p))
1876                 rq->nr_uninterruptible++;
1877
1878         dequeue_task(rq, p, sleep);
1879         dec_nr_running(rq);
1880 }
1881
1882 /**
1883  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1884  * @p: the task in question.
1885  */
1886 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1887 {
1888         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1889 }
1890
1891 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1892 {
1893         set_task_rq(p, cpu);
1894 #ifdef CONFIG_SMP
1895         /*
1896          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1897          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1898          * per-task data have been completed by this moment.
1899          */
1900         smp_wmb();
1901         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1902 #endif
1903 }
1904
1905 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1906                                        const struct sched_class *prev_class,
1907                                        int oldprio, int running)
1908 {
1909         if (prev_class != p->sched_class) {
1910                 if (prev_class->switched_from)
1911                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1912                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1913         } else
1914                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1915 }
1916
1917 #ifdef CONFIG_SMP
1918
1919 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1920 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1921 {
1922         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1923 }
1924
1925 /*
1926  * Is this task likely cache-hot:
1927  */
1928 static int
1929 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
1930 {
1931         s64 delta;
1932
1933         /*
1934          * Buddy candidates are cache hot:
1935          */
1936         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) &&
1937                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
1938                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
1939                 return 1;
1940
1941         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
1942                 return 0;
1943
1944         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
1945                 return 1;
1946         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
1947                 return 0;
1948
1949         delta = now - p->se.exec_start;
1950
1951         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
1952 }
1953
1954
1955 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1956 {
1957         int old_cpu = task_cpu(p);
1958         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
1959         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
1960                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
1961         u64 clock_offset;
1962
1963         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
1964
1965         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1966
1967 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1968         if (p->se.wait_start)
1969                 p->se.wait_start -= clock_offset;
1970         if (p->se.sleep_start)
1971                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
1972         if (p->se.block_start)
1973                 p->se.block_start -= clock_offset;
1974 #endif
1975         if (old_cpu != new_cpu) {
1976                 p->se.nr_migrations++;
1977                 new_rq->nr_migrations_in++;
1978 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1979                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
1980                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
1981 #endif
1982                 perf_counter_task_migration(p, new_cpu);
1983         }
1984         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
1985                                          new_cfsrq->min_vruntime;
1986
1987         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1988 }
1989
1990 struct migration_req {
1991         struct list_head list;
1992
1993         struct task_struct *task;
1994         int dest_cpu;
1995
1996         struct completion done;
1997 };
1998
1999 /*
2000  * The task's runqueue lock must be held.
2001  * Returns true if you have to wait for migration thread.
2002  */
2003 static int
2004 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
2005 {
2006         struct rq *rq = task_rq(p);
2007
2008         /*
2009          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
2010          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
2011          */
2012         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
2013                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
2014                 return 0;
2015         }
2016
2017         init_completion(&req->done);
2018         req->task = p;
2019         req->dest_cpu = dest_cpu;
2020         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2021
2022         return 1;
2023 }
2024
2025 /*
2026  * wait_task_context_switch -   wait for a thread to complete at least one
2027  *                              context switch.
2028  *
2029  * @p must not be current.
2030  */
2031 void wait_task_context_switch(struct task_struct *p)
2032 {
2033         unsigned long nvcsw, nivcsw, flags;
2034         int running;
2035         struct rq *rq;
2036
2037         nvcsw   = p->nvcsw;
2038         nivcsw  = p->nivcsw;
2039         for (;;) {
2040                 /*
2041                  * The runqueue is assigned before the actual context
2042                  * switch. We need to take the runqueue lock.
2043                  *
2044                  * We could check initially without the lock but it is
2045                  * very likely that we need to take the lock in every
2046                  * iteration.
2047                  */
2048                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2049                 running = task_running(rq, p);
2050                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2051
2052                 if (likely(!running))
2053                         break;
2054                 /*
2055                  * The switch count is incremented before the actual
2056                  * context switch. We thus wait for two switches to be
2057                  * sure at least one completed.
2058                  */
2059                 if ((p->nvcsw - nvcsw) > 1)
2060                         break;
2061                 if ((p->nivcsw - nivcsw) > 1)
2062                         break;
2063
2064                 cpu_relax();
2065         }
2066 }
2067
2068 /*
2069  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2070  *
2071  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2072  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2073  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2074  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2075  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2076  * @p has remained unscheduled the whole time.
2077  *
2078  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2079  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2080  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2081  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2082  * waiting to become inactive.
2083  */
2084 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2085 {
2086         unsigned long flags;
2087         int running, on_rq;
2088         unsigned long ncsw;
2089         struct rq *rq;
2090
2091         for (;;) {
2092                 /*
2093                  * We do the initial early heuristics without holding
2094                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2095                  * the runqueue lock when things look like they will
2096                  * work out!
2097                  */
2098                 rq = task_rq(p);
2099
2100                 /*
2101                  * If the task is actively running on another CPU
2102                  * still, just relax and busy-wait without holding
2103                  * any locks.
2104                  *
2105                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2106                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2107                  * But we don't care, since "task_running()" will
2108                  * return false if the runqueue has changed and p
2109                  * is actually now running somewhere else!
2110                  */
2111                 while (task_running(rq, p)) {
2112                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2113                                 return 0;
2114                         cpu_relax();
2115                 }
2116
2117                 /*
2118                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2119                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2120                  * just go back and repeat.
2121                  */
2122                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2123                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2124                 running = task_running(rq, p);
2125                 on_rq = p->se.on_rq;
2126                 ncsw = 0;
2127                 if (!match_state || p->state == match_state)
2128                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2129                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2130
2131                 /*
2132                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2133                  */
2134                 if (unlikely(!ncsw))
2135                         break;
2136
2137                 /*
2138                  * Was it really running after all now that we
2139                  * checked with the proper locks actually held?
2140                  *
2141                  * Oops. Go back and try again..
2142                  */
2143                 if (unlikely(running)) {
2144                         cpu_relax();
2145                         continue;
2146                 }
2147
2148                 /*
2149                  * It's not enough that it's not actively running,
2150                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2151                  * preempted!
2152                  *
2153                  * So if it was still runnable (but just not actively
2154                  * running right now), it's preempted, and we should
2155                  * yield - it could be a while.
2156                  */
2157                 if (unlikely(on_rq)) {
2158                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2159                         continue;
2160                 }
2161
2162                 /*
2163                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2164                  * runnable, which means that it will never become
2165                  * running in the future either. We're all done!
2166                  */
2167                 break;
2168         }
2169
2170         return ncsw;
2171 }
2172
2173 /***
2174  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2175  * @p: the to-be-kicked thread
2176  *
2177  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2178  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2179  *
2180  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2181  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2182  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2183  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2184  * achieved as well.
2185  */
2186 void kick_process(struct task_struct *p)
2187 {
2188         int cpu;
2189
2190         preempt_disable();
2191         cpu = task_cpu(p);
2192         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2193                 smp_send_reschedule(cpu);
2194         preempt_enable();
2195 }
2196
2197 /*
2198  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2199  * according to the scheduling class and "nice" value.
2200  *
2201  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2202  * balance conservatively.
2203  */
2204 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2205 {
2206         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2207         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2208
2209         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2210                 return total;
2211
2212         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2213 }
2214
2215 /*
2216  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2217  * according to the scheduling class and "nice" value.
2218  */
2219 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2220 {
2221         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2222         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2223
2224         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2225                 return total;
2226
2227         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2228 }
2229
2230 /*
2231  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2232  * domain.
2233  */
2234 static struct sched_group *
2235 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
2236 {
2237         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
2238         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2239         int load_idx = sd->forkexec_idx;
2240         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2241
2242         do {
2243                 unsigned long load, avg_load;
2244                 int local_group;
2245                 int i;
2246
2247                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2248                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2249                                         &p->cpus_allowed))
2250                         continue;
2251
2252                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2253                                                sched_group_cpus(group));
2254
2255                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2256                 avg_load = 0;
2257
2258                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2259                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2260                         if (local_group)
2261                                 load = source_load(i, load_idx);
2262                         else
2263                                 load = target_load(i, load_idx);
2264
2265                         avg_load += load;
2266                 }
2267
2268                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2269                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
2270                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
2271
2272                 if (local_group) {
2273                         this_load = avg_load;
2274                         this = group;
2275                 } else if (avg_load < min_load) {
2276                         min_load = avg_load;
2277                         idlest = group;
2278                 }
2279         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2280
2281         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2282                 return NULL;
2283         return idlest;
2284 }
2285
2286 /*
2287  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2288  */
2289 static int
2290 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
2291 {
2292         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2293         int idlest = -1;
2294         int i;
2295
2296         /* Traverse only the allowed CPUs */
2297         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
2298                 load = weighted_cpuload(i);
2299
2300                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2301                         min_load = load;
2302                         idlest = i;
2303                 }
2304         }
2305
2306         return idlest;
2307 }
2308
2309 /*
2310  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2311  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2312  * SD_BALANCE_EXEC.
2313  *
2314  * Balance, ie. select the least loaded group.
2315  *
2316  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2317  *
2318  * preempt must be disabled.
2319  */
2320 static int sched_balance_self(int cpu, int flag)
2321 {
2322         struct task_struct *t = current;
2323         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
2324
2325         for_each_domain(cpu, tmp) {
2326                 /*
2327                  * If power savings logic is enabled for a domain, stop there.
2328                  */
2329                 if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
2330                         break;
2331                 if (tmp->flags & flag)
2332                         sd = tmp;
2333         }
2334
2335         if (sd)
2336                 update_shares(sd);
2337
2338         while (sd) {
2339                 struct sched_group *group;
2340                 int new_cpu, weight;
2341
2342                 if (!(sd->flags & flag)) {
2343                         sd = sd->child;
2344                         continue;
2345                 }
2346
2347                 group = find_idlest_group(sd, t, cpu);
2348                 if (!group) {
2349                         sd = sd->child;
2350                         continue;
2351                 }
2352
2353                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, t, cpu);
2354                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
2355                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
2356                         sd = sd->child;
2357                         continue;
2358                 }
2359
2360                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
2361                 cpu = new_cpu;
2362                 weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
2363                 sd = NULL;
2364                 for_each_domain(cpu, tmp) {
2365                         if (weight <= cpumask_weight(sched_domain_span(tmp)))
2366                                 break;
2367                         if (tmp->flags & flag)
2368                                 sd = tmp;
2369                 }
2370                 /* while loop will break here if sd == NULL */
2371         }
2372
2373         return cpu;
2374 }
2375
2376 #endif /* CONFIG_SMP */
2377
2378 /**
2379  * task_oncpu_function_call - call a function on the cpu on which a task runs
2380  * @p:          the task to evaluate
2381  * @func:       the function to be called
2382  * @info:       the function call argument
2383  *
2384  * Calls the function @func when the task is currently running. This might
2385  * be on the current CPU, which just calls the function directly
2386  */
2387 void task_oncpu_function_call(struct task_struct *p,
2388                               void (*func) (void *info), void *info)
2389 {
2390         int cpu;
2391
2392         preempt_disable();
2393         cpu = task_cpu(p);
2394         if (task_curr(p))
2395                 smp_call_function_single(cpu, func, info, 1);
2396         preempt_enable();
2397 }
2398
2399 /***
2400  * try_to_wake_up - wake up a thread
2401  * @p: the to-be-woken-up thread
2402  * @state: the mask of task states that can be woken
2403  * @sync: do a synchronous wakeup?
2404  *
2405  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2406  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2407  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2408  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2409  * runnable without the overhead of this.
2410  *
2411  * returns failure only if the task is already active.
2412  */
2413 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int sync)
2414 {
2415         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2416         unsigned long flags;
2417         long old_state;
2418         struct rq *rq;
2419
2420         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2421                 sync = 0;
2422
2423 #ifdef CONFIG_SMP
2424         if (sched_feat(LB_WAKEUP_UPDATE) && !root_task_group_empty()) {
2425                 struct sched_domain *sd;
2426
2427                 this_cpu = raw_smp_processor_id();
2428                 cpu = task_cpu(p);
2429
2430                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2431                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2432                                 update_shares(sd);
2433                                 break;
2434                         }
2435                 }
2436         }
2437 #endif
2438
2439         smp_wmb();
2440         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2441         update_rq_clock(rq);
2442         old_state = p->state;
2443         if (!(old_state & state))
2444                 goto out;
2445
2446         if (p->se.on_rq)
2447                 goto out_running;
2448
2449         cpu = task_cpu(p);
2450         orig_cpu = cpu;
2451         this_cpu = smp_processor_id();
2452
2453 #ifdef CONFIG_SMP
2454         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2455                 goto out_activate;
2456
2457         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sync);
2458         if (cpu != orig_cpu) {
2459                 set_task_cpu(p, cpu);
2460                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2461                 /* might preempt at this point */
2462                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2463                 old_state = p->state;
2464                 if (!(old_state & state))
2465                         goto out;
2466                 if (p->se.on_rq)
2467                         goto out_running;
2468
2469                 this_cpu = smp_processor_id();
2470                 cpu = task_cpu(p);
2471         }
2472
2473 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2474         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2475         if (cpu == this_cpu)
2476                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2477         else {
2478                 struct sched_domain *sd;
2479                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2480                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2481                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2482                                 break;
2483                         }
2484                 }
2485         }
2486 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2487
2488 out_activate:
2489 #endif /* CONFIG_SMP */
2490         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2491         if (sync)
2492                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2493         if (orig_cpu != cpu)
2494                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2495         if (cpu == this_cpu)
2496                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2497         else
2498                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2499         activate_task(rq, p, 1);
2500         success = 1;
2501
2502         /*
2503          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2504          */
2505         if (!in_interrupt()) {
2506                 struct sched_entity *se = &current->se;
2507                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2508
2509                 if (se->last_wakeup)
2510                         sample -= se->last_wakeup;
2511                 else
2512                         sample -= se->start_runtime;
2513                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2514
2515                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2516         }
2517
2518 out_running:
2519         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2520         check_preempt_curr(rq, p, sync);
2521
2522         p->state = TASK_RUNNING;
2523 #ifdef CONFIG_SMP
2524         if (p->sched_class->task_wake_up)
2525                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2526 #endif
2527 out:
2528         task_rq_unlock(rq, &flags);
2529
2530         return success;
2531 }
2532
2533 /**
2534  * wake_up_process - Wake up a specific process
2535  * @p: The process to be woken up.
2536  *
2537  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2538  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2539  * running.
2540  *
2541  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2542  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2543  */
2544 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2545 {
2546         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2547 }
2548 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2549
2550 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2551 {
2552         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2553 }
2554
2555 /*
2556  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2557  * p is forked by current.
2558  *
2559  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2560  */
2561 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2562 {
2563         p->se.exec_start                = 0;
2564         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2565         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2566         p->se.nr_migrations             = 0;
2567         p->se.last_wakeup               = 0;
2568         p->se.avg_overlap               = 0;
2569         p->se.start_runtime             = 0;
2570         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2571
2572 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2573         p->se.wait_start                = 0;
2574         p->se.sum_sleep_runtime         = 0;
2575         p->se.sleep_start               = 0;
2576         p->se.block_start               = 0;
2577         p->se.sleep_max                 = 0;
2578         p->se.block_max                 = 0;
2579         p->se.exec_max                  = 0;
2580         p->se.slice_max                 = 0;
2581         p->se.wait_max                  = 0;
2582 #endif
2583
2584         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2585         p->se.on_rq = 0;
2586         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2587
2588 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2589         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2590 #endif
2591
2592         /*
2593          * We mark the process as running here, but have not actually
2594          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2595          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2596          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2597          */
2598         p->state = TASK_RUNNING;
2599 }
2600
2601 /*
2602  * fork()/clone()-time setup:
2603  */
2604 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2605 {
2606         int cpu = get_cpu();
2607
2608         __sched_fork(p);
2609
2610 #ifdef CONFIG_SMP
2611         cpu = sched_balance_self(cpu, SD_BALANCE_FORK);
2612 #endif
2613         set_task_cpu(p, cpu);
2614
2615         /*
2616          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child:
2617          */
2618         p->prio = current->normal_prio;
2619         if (!rt_prio(p->prio))
2620                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2621
2622 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2623         if (likely(sched_info_on()))
2624                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2625 #endif
2626 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2627         p->oncpu = 0;
2628 #endif
2629 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2630         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2631         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2632 #endif
2633         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2634
2635         put_cpu();
2636 }
2637
2638 /*
2639  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2640  *
2641  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2642  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2643  * on the runqueue and wakes it.
2644  */
2645 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2646 {
2647         unsigned long flags;
2648         struct rq *rq;
2649
2650         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2651         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2652         update_rq_clock(rq);
2653
2654         p->prio = effective_prio(p);
2655
2656         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2657                 activate_task(rq, p, 0);
2658         } else {
2659                 /*
2660                  * Let the scheduling class do new task startup
2661                  * management (if any):
2662                  */
2663                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2664                 inc_nr_running(rq);
2665         }
2666         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2667         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2668 #ifdef CONFIG_SMP
2669         if (p->sched_class->task_wake_up)
2670                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2671 #endif
2672         task_rq_unlock(rq, &flags);
2673 }
2674
2675 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2676
2677 /**
2678  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2679  * @notifier: notifier struct to register
2680  */
2681 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2682 {
2683         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2684 }
2685 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2686
2687 /**
2688  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2689  * @notifier: notifier struct to unregister
2690  *
2691  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2692  */
2693 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2694 {
2695         hlist_del(&notifier->link);
2696 }
2697 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2698
2699 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2700 {
2701         struct preempt_notifier *notifier;
2702         struct hlist_node *node;
2703
2704         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2705                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2706 }
2707
2708 static void
2709 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2710                                  struct task_struct *next)
2711 {
2712         struct preempt_notifier *notifier;
2713         struct hlist_node *node;
2714
2715         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2716                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2717 }
2718
2719 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2720
2721 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2722 {
2723 }
2724
2725 static void
2726 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2727                                  struct task_struct *next)
2728 {
2729 }
2730
2731 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2732
2733 /**
2734  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2735  * @rq: the runqueue preparing to switch
2736  * @prev: the current task that is being switched out
2737  * @next: the task we are going to switch to.
2738  *
2739  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2740  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2741  * switch.
2742  *
2743  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2744  * hooks.
2745  */
2746 static inline void
2747 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2748                     struct task_struct *next)
2749 {
2750         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2751         prepare_lock_switch(rq, next);
2752         prepare_arch_switch(next);
2753 }
2754
2755 /**
2756  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2757  * @rq: runqueue associated with task-switch
2758  * @prev: the thread we just switched away from.
2759  *
2760  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2761  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2762  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2763  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2764  *
2765  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2766  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2767  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2768  * details.)
2769  */
2770 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2771         __releases(rq->lock)
2772 {
2773         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2774         long prev_state;
2775 #ifdef CONFIG_SMP
2776         int post_schedule = 0;
2777
2778         if (current->sched_class->needs_post_schedule)
2779                 post_schedule = current->sched_class->needs_post_schedule(rq);
2780 #endif
2781
2782         rq->prev_mm = NULL;
2783
2784         /*
2785          * A task struct has one reference for the use as "current".
2786          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2787          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2788          * the scheduled task must drop that reference.
2789          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2790          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2791          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2792          * be dropped twice.
2793          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2794          */
2795         prev_state = prev->state;
2796         finish_arch_switch(prev);
2797         perf_counter_task_sched_in(current, cpu_of(rq));
2798         finish_lock_switch(rq, prev);
2799 #ifdef CONFIG_SMP
2800         if (post_schedule)
2801                 current->sched_class->post_schedule(rq);
2802 #endif
2803
2804         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2805         if (mm)
2806                 mmdrop(mm);
2807         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2808                 /*
2809                  * Remove function-return probe instances associated with this
2810                  * task and put them back on the free list.
2811                  */
2812                 kprobe_flush_task(prev);
2813                 put_task_struct(prev);
2814         }
2815 }
2816
2817 /**
2818  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2819  * @prev: the thread we just switched away from.
2820  */
2821 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2822         __releases(rq->lock)
2823 {
2824         struct rq *rq = this_rq();
2825
2826         finish_task_switch(rq, prev);
2827 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2828         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2829         preempt_enable();
2830 #endif
2831         if (current->set_child_tid)
2832                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2833 }
2834
2835 /*
2836  * context_switch - switch to the new MM and the new
2837  * thread's register state.
2838  */
2839 static inline void
2840 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2841                struct task_struct *next)
2842 {
2843         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2844
2845         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2846         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2847         mm = next->mm;
2848         oldmm = prev->active_mm;
2849         /*
2850          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2851          * combine the page table reload and the switch backend into
2852          * one hypercall.
2853          */
2854         arch_start_context_switch(prev);
2855
2856         if (unlikely(!mm)) {
2857                 next->active_mm = oldmm;
2858                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2859                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2860         } else
2861                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2862
2863         if (unlikely(!prev->mm)) {
2864                 prev->active_mm = NULL;
2865                 rq->prev_mm = oldmm;
2866         }
2867         /*
2868          * Since the runqueue lock will be released by the next
2869          * task (which is an invalid locking op but in the case
2870          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2871          * do an early lockdep release here:
2872          */
2873 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2874         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2875 #endif
2876
2877         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2878         switch_to(prev, next, prev);
2879
2880         barrier();
2881         /*
2882          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2883          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2884          * frame will be invalid.
2885          */
2886         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2887 }
2888
2889 /*
2890  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2891  *
2892  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2893  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2894  * number of context switches performed since bootup.
2895  */
2896 unsigned long nr_running(void)
2897 {
2898         unsigned long i, sum = 0;
2899
2900         for_each_online_cpu(i)
2901                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2902
2903         return sum;
2904 }
2905
2906 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2907 {
2908         unsigned long i, sum = 0;
2909
2910         for_each_possible_cpu(i)
2911                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2912
2913         /*
2914          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2915          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2916          */
2917         if (unlikely((long)sum < 0))
2918                 sum = 0;
2919
2920         return sum;
2921 }
2922
2923 unsigned long long nr_context_switches(void)
2924 {
2925         int i;
2926         unsigned long long sum = 0;
2927
2928         for_each_possible_cpu(i)
2929                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2930
2931         return sum;
2932 }
2933
2934 unsigned long nr_iowait(void)
2935 {
2936         unsigned long i, sum = 0;
2937
2938         for_each_possible_cpu(i)
2939                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2940
2941         return sum;
2942 }
2943
2944 /* Variables and functions for calc_load */
2945 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2946 static unsigned long calc_load_update;
2947 unsigned long avenrun[3];
2948 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
2949
2950 /**
2951  * get_avenrun - get the load average array
2952  * @loads:      pointer to dest load array
2953  * @offset:     offset to add
2954  * @shift:      shift count to shift the result left
2955  *
2956  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2957  */
2958 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2959 {
2960         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2961         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2962         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2963 }
2964
2965 static unsigned long
2966 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2967 {
2968         load *= exp;
2969         load += active * (FIXED_1 - exp);
2970         return load >> FSHIFT;
2971 }
2972
2973 /*
2974  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2975  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2976  */
2977 void calc_global_load(void)
2978 {
2979         unsigned long upd = calc_load_update + 10;
2980         long active;
2981
2982         if (time_before(jiffies, upd))
2983                 return;
2984
2985         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2986         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2987
2988         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2989         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2990         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2991
2992         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2993 }
2994
2995 /*
2996  * Either called from update_cpu_load() or from a cpu going idle
2997  */
2998 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2999 {
3000         long nr_active, delta;
3001
3002         nr_active = this_rq->nr_running;
3003         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
3004
3005         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
3006                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
3007                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
3008                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3009         }
3010 }
3011
3012 /*
3013  * Externally visible per-cpu scheduler statistics:
3014  * cpu_nr_migrations(cpu) - number of migrations into that cpu
3015  */
3016 u64 cpu_nr_migrations(int cpu)
3017 {
3018         return cpu_rq(cpu)->nr_migrations_in;
3019 }
3020
3021 /*
3022  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
3023  * scheduler tick (TICK_NSEC).
3024  */
3025 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
3026 {
3027         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
3028         int i, scale;
3029
3030         this_rq->nr_load_updates++;
3031
3032         /* Update our load: */
3033         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
3034                 unsigned long old_load, new_load;
3035
3036                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3037
3038                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3039                 new_load = this_load;
3040                 /*
3041                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3042                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3043                  * example.
3044                  */
3045                 if (new_load > old_load)
3046                         new_load += scale-1;
3047                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
3048         }
3049
3050         if (time_after_eq(jiffies, this_rq->calc_load_update)) {
3051                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3052                 calc_load_account_active(this_rq);
3053         }
3054 }
3055
3056 #ifdef CONFIG_SMP
3057
3058 /*
3059  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
3060  *
3061  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
3062  * you need to do so manually before calling.
3063  */
3064 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3065         __acquires(rq1->lock)
3066         __acquires(rq2->lock)
3067 {
3068         BUG_ON(!irqs_disabled());
3069         if (rq1 == rq2) {
3070                 spin_lock(&rq1->lock);
3071                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
3072         } else {
3073                 if (rq1 < rq2) {
3074                         spin_lock(&rq1->lock);
3075                         spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3076                 } else {
3077                         spin_lock(&rq2->lock);
3078                         spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3079                 }
3080         }
3081         update_rq_clock(rq1);
3082         update_rq_clock(rq2);
3083 }
3084
3085 /*
3086  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
3087  *
3088  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
3089  * you need to do so manually after calling.
3090  */
3091 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3092         __releases(rq1->lock)
3093         __releases(rq2->lock)
3094 {
3095         spin_unlock(&rq1->lock);
3096         if (rq1 != rq2)
3097                 spin_unlock(&rq2->lock);
3098         else
3099                 __release(rq2->lock);
3100 }
3101
3102 /*
3103  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
3104  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
3105  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
3106  * the cpu_allowed mask is restored.
3107  */
3108 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
3109 {
3110         struct migration_req req;
3111         unsigned long flags;
3112         struct rq *rq;
3113
3114         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3115         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
3116             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
3117                 goto out;
3118
3119         /* force the process onto the specified CPU */
3120         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
3121                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
3122                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
3123
3124                 get_task_struct(mt);
3125                 task_rq_unlock(rq, &flags);
3126                 wake_up_process(mt);
3127                 put_task_struct(mt);
3128                 wait_for_completion(&req.done);
3129
3130                 return;
3131         }
3132 out:
3133         task_rq_unlock(rq, &flags);
3134 }
3135
3136 /*
3137  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3138  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3139  */
3140 void sched_exec(void)
3141 {
3142         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
3143         new_cpu = sched_balance_self(this_cpu, SD_BALANCE_EXEC);
3144         put_cpu();
3145         if (new_cpu != this_cpu)
3146                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
3147 }
3148
3149 /*
3150  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
3151  * Both runqueues must be locked.
3152  */
3153 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
3154                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
3155 {
3156         deactivate_task(src_rq, p, 0);
3157         set_task_cpu(p, this_cpu);
3158         activate_task(this_rq, p, 0);
3159         /*
3160          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
3161          * to be always true for them.
3162          */
3163         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3164 }
3165
3166 /*
3167  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3168  */
3169 static
3170 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3171                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3172                      int *all_pinned)
3173 {
3174         int tsk_cache_hot = 0;
3175         /*
3176          * We do not migrate tasks that are:
3177          * 1) running (obviously), or
3178          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3179          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3180          */
3181         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3182                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3183                 return 0;
3184         }
3185         *all_pinned = 0;
3186
3187         if (task_running(rq, p)) {
3188                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3189                 return 0;
3190         }
3191
3192         /*
3193          * Aggressive migration if:
3194          * 1) task is cache cold, or
3195          * 2) too many balance attempts have failed.
3196          */
3197
3198         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3199         if (!tsk_cache_hot ||
3200                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3201 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3202                 if (tsk_cache_hot) {
3203                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3204                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3205                 }
3206 #endif
3207                 return 1;
3208         }
3209
3210         if (tsk_cache_hot) {
3211                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3212                 return 0;
3213         }
3214         return 1;
3215 }
3216
3217 static unsigned long
3218 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3219               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3220               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3221               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3222 {
3223         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3224         struct task_struct *p;
3225         long rem_load_move = max_load_move;
3226
3227         if (max_load_move == 0)
3228                 goto out;
3229
3230         pinned = 1;
3231
3232         /*
3233          * Start the load-balancing iterator:
3234          */
3235         p = iterator->start(iterator->arg);
3236 next:
3237         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3238                 goto out;
3239
3240         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3241             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3242                 p = iterator->next(iterator->arg);
3243                 goto next;
3244         }
3245
3246         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3247         pulled++;
3248         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3249
3250 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3251         /*
3252          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3253          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3254          * section.
3255          */
3256         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3257                 goto out;
3258 #endif
3259
3260         /*
3261          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3262          */
3263         if (rem_load_move > 0) {
3264                 if (p->prio < *this_best_prio)
3265                         *this_best_prio = p->prio;
3266                 p = iterator->next(iterator->arg);
3267                 goto next;
3268         }
3269 out:
3270         /*
3271          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3272          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3273          * inside pull_task().
3274          */
3275         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3276
3277         if (all_pinned)
3278                 *all_pinned = pinned;
3279
3280         return max_load_move - rem_load_move;
3281 }
3282
3283 /*
3284  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3285  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3286  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3287  *
3288  * Called with both runqueues locked.
3289  */
3290 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3291                       unsigned long max_load_move,
3292                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3293                       int *all_pinned)
3294 {
3295         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3296         unsigned long total_load_moved = 0;
3297         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3298
3299         do {
3300                 total_load_moved +=
3301                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3302                                 max_load_move - total_load_moved,
3303                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3304                 class = class->next;
3305
3306 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3307                 /*
3308                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3309                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3310                  * the critical section.
3311                  */
3312                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3313                         break;
3314 #endif
3315         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3316
3317         return total_load_moved > 0;
3318 }
3319
3320 static int
3321 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3322                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3323                    struct rq_iterator *iterator)
3324 {
3325         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3326         int pinned = 0;
3327
3328         while (p) {
3329                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3330                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3331                         /*
3332                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3333                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3334                          * stats here rather than inside pull_task().
3335                          */
3336                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3337
3338                         return 1;
3339                 }
3340                 p = iterator->next(iterator->arg);
3341         }
3342
3343         return 0;
3344 }
3345
3346 /*
3347  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3348  * part of active balancing operations within "domain".
3349  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3350  *
3351  * Called with both runqueues locked.
3352  */
3353 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3354                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3355 {
3356         const struct sched_class *class;
3357
3358         for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
3359                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3360                         return 1;
3361
3362         return 0;
3363 }
3364 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3365 /*
3366  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3367  *              during load balancing.
3368  */
3369 struct sd_lb_stats {
3370         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3371         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3372         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3373         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3374         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3375
3376         /** Statistics of this group */
3377         unsigned long this_load;
3378         unsigned long this_load_per_task;
3379         unsigned long this_nr_running;
3380
3381         /* Statistics of the busiest group */
3382         unsigned long max_load;
3383         unsigned long busiest_load_per_task;
3384         unsigned long busiest_nr_running;
3385
3386         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3387 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3388         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3389         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3390         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3391         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3392         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3393         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3394 #endif
3395 };
3396
3397 /*
3398  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3399  */
3400 struct sg_lb_stats {
3401         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3402         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3403         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3404         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3405         unsigned long group_capacity;
3406         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3407 };
3408
3409 /**
3410  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3411  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3412  */
3413 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3414 {
3415         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3416 }
3417
3418 /**
3419  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3420  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3421  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3422  */
3423 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3424                                         enum cpu_idle_type idle)
3425 {
3426         int load_idx;
3427
3428         switch (idle) {
3429         case CPU_NOT_IDLE:
3430                 load_idx = sd->busy_idx;
3431                 break;
3432
3433         case CPU_NEWLY_IDLE:
3434                 load_idx = sd->newidle_idx;
3435                 break;
3436         default:
3437                 load_idx = sd->idle_idx;
3438                 break;
3439         }
3440
3441         return load_idx;
3442 }
3443
3444
3445 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3446 /**
3447  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3448  * the given sched_domain, during load balancing.
3449  *
3450  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3451  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3452  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3453  */
3454 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3455         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3456 {
3457         /*
3458          * Busy processors will not participate in power savings
3459          * balance.
3460          */
3461         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3462                 sds->power_savings_balance = 0;
3463         else {
3464                 sds->power_savings_balance = 1;
3465                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3466                 sds->leader_nr_running = 0;
3467         }
3468 }
3469
3470 /**
3471  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3472  * sched_domain while performing load balancing.
3473  *
3474  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3475  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3476  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3477  *              load balancing ?
3478  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3479  */
3480 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3481         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3482 {
3483
3484         if (!sds->power_savings_balance)
3485                 return;
3486
3487         /*
3488          * If the local group is idle or completely loaded
3489          * no need to do power savings balance at this domain
3490          */
3491         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3492                                 !sds->this_nr_running))
3493                 sds->power_savings_balance = 0;
3494
3495         /*
3496          * If a group is already running at full capacity or idle,
3497          * don't include that group in power savings calculations
3498          */
3499         if (!sds->power_savings_balance ||
3500                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3501                 !sgs->sum_nr_running)
3502                 return;
3503
3504         /*
3505          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3506          * This is the group from where we need to pick up the load
3507          * for saving power
3508          */
3509         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3510             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3511              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3512                 sds->group_min = group;
3513                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3514                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3515                                                 sgs->sum_nr_running;
3516         }
3517
3518         /*
3519          * Calculate the group which is almost near its
3520          * capacity but still has some space to pick up some load
3521          * from other group and save more power
3522          */
3523         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity - 1)
3524                 return;
3525
3526         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3527             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3528              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3529                 sds->group_leader = group;
3530                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3531         }
3532 }
3533
3534 /**
3535  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3536  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3537  *      under consideration.
3538  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3539  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3540  *
3541  * Description:
3542  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3543  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3544  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3545  *
3546  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3547  * Else returns 0.
3548  */
3549 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3550                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3551 {
3552         if (!sds->power_savings_balance)
3553                 return 0;
3554
3555         if (sds->this != sds->group_leader ||
3556                         sds->group_leader == sds->group_min)
3557                 return 0;
3558
3559         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3560         sds->busiest = sds->group_min;
3561
3562         if (sched_mc_power_savings >= POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP) {
3563                 cpu_rq(this_cpu)->rd->sched_mc_preferred_wakeup_cpu =
3564                         group_first_cpu(sds->group_leader);
3565         }
3566
3567         return 1;
3568
3569 }
3570 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3571 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3572         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3573 {
3574         return;
3575 }
3576
3577 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3578         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3579 {
3580         return;
3581 }
3582
3583 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3584                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3585 {
3586         return 0;
3587 }
3588 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3589
3590
3591 /**
3592  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3593  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3594  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3595  * @idle: Idle status of this_cpu
3596  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3597  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3598  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3599  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3600  * @balance: Should we balance.
3601  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3602  */
3603 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_group *group, int this_cpu,
3604                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3605                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3606                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3607 {
3608         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3609         int i;
3610         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3611         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3612         unsigned long avg_load_per_task;
3613
3614         if (local_group)
3615                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3616
3617         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3618         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3619         max_cpu_load = 0;
3620         min_cpu_load = ~0UL;
3621
3622         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3623                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3624
3625                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3626                         *sd_idle = 0;
3627
3628                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3629                 if (local_group) {
3630                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3631                                 first_idle_cpu = 1;
3632                                 balance_cpu = i;
3633                         }
3634
3635                         load = target_load(i, load_idx);
3636                 } else {
3637                         load = source_load(i, load_idx);
3638                         if (load > max_cpu_load)
3639                                 max_cpu_load = load;
3640                         if (min_cpu_load > load)
3641                                 min_cpu_load = load;
3642                 }
3643
3644                 sgs->group_load += load;
3645                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3646                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3647
3648                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3649         }
3650
3651         /*
3652          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3653          * is eligible for doing load balancing at this and above
3654          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3655          * to do the newly idle load balance.
3656          */
3657         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3658             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3659                 *balance = 0;
3660                 return;
3661         }
3662
3663         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3664         sgs->avg_load = sg_div_cpu_power(group,
3665                         sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE);
3666
3667
3668         /*
3669          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3670          * than the average weight of two tasks.
3671          *
3672          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3673          *      might not be a suitable number - should we keep a
3674          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3675          *      the hierarchy?
3676          */
3677         avg_load_per_task = sg_div_cpu_power(group,
3678                         sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3679
3680         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3681                 sgs->group_imb = 1;
3682
3683         sgs->group_capacity = group->__cpu_power / SCHED_LOAD_SCALE;
3684
3685 }
3686
3687 /**
3688  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3689  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3690  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3691  * @idle: Idle status of this_cpu
3692  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3693  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3694  * @balance: Should we balance.
3695  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3696  */
3697 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3698                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3699                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3700                         struct sd_lb_stats *sds)
3701 {
3702         struct sched_group *group = sd->groups;
3703         struct sg_lb_stats sgs;
3704         int load_idx;
3705
3706         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3707         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3708
3709         do {
3710                 int local_group;
3711
3712                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3713                                                sched_group_cpus(group));
3714                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3715                 update_sg_lb_stats(group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3716                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3717
3718                 if (local_group && balance && !(*balance))
3719                         return;
3720
3721                 sds->total_load += sgs.group_load;
3722                 sds->total_pwr += group->__cpu_power;
3723
3724                 if (local_group) {
3725                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3726                         sds->this = group;
3727                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3728                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3729                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3730                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3731                                 sgs.group_imb)) {
3732                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3733                         sds->busiest = group;
3734                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3735                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3736                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3737                 }
3738
3739                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3740                 group = group->next;
3741         } while (group != sd->groups);
3742
3743 }
3744
3745 /**
3746  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3747  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3748  *                      load balancing.
3749  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3750  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3751  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3752  */
3753 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3754                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3755 {
3756         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3757         unsigned int imbn = 2;
3758
3759         if (sds->this_nr_running) {
3760                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3761                 if (sds->busiest_load_per_task >
3762                                 sds->this_load_per_task)
3763                         imbn = 1;
3764         } else
3765                 sds->this_load_per_task =
3766                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3767
3768         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3769                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3770                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3771                 return;
3772         }
3773
3774         /*
3775          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3776          * however we may be able to increase total CPU power used by
3777          * moving them.
3778          */
3779
3780         pwr_now += sds->busiest->__cpu_power *
3781                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3782         pwr_now += sds->this->__cpu_power *
3783                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3784         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3785
3786         /* Amount of load we'd subtract */
3787         tmp = sg_div_cpu_power(sds->busiest,
3788                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3789         if (sds->max_load > tmp)
3790                 pwr_move += sds->busiest->__cpu_power *
3791                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3792
3793         /* Amount of load we'd add */
3794         if (sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power <
3795                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3796                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3797                         sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power);
3798         else
3799                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3800                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3801         pwr_move += sds->this->__cpu_power *
3802                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3803         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3804
3805         /* Move if we gain throughput */
3806         if (pwr_move > pwr_now)
3807                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3808 }
3809
3810 /**
3811  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3812  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3813  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3814  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3815  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3816  */
3817 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3818                 unsigned long *imbalance)
3819 {
3820         unsigned long max_pull;
3821         /*
3822          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3823          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3824          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3825          */
3826         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3827                 *imbalance = 0;
3828                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3829         }
3830
3831         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3832         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3833                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3834
3835         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3836         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->__cpu_power,
3837                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->__cpu_power)
3838                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3839
3840         /*
3841          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3842          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3843          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3844          * moved
3845          */
3846         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3847                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3848
3849 }
3850 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3851
3852 /**
3853  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3854  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3855  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3856  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3857  * such a group exists.
3858  *
3859  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3860  * to restore balance.
3861  *
3862  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3863  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3864  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3865  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3866  * @idle: The idle status of this_cpu.
3867  * @sd_idle: The idleness of sd
3868  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3869  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3870  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3871  *
3872  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3873  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3874  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3875  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3876  */
3877 static struct sched_group *
3878 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3879                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3880                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
3881 {
3882         struct sd_lb_stats sds;
3883
3884         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
3885
3886         /*
3887          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
3888          * this level.
3889          */
3890         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
3891                                         balance, &sds);
3892
3893         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
3894         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
3895          *    at this level.
3896          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
3897          * 3) This group is the busiest group.
3898          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
3899          *    sched_domain.
3900          * 5) The imbalance is within the specified limit.
3901          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
3902          */
3903         if (balance && !(*balance))
3904                 goto ret;
3905
3906         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
3907                 goto out_balanced;
3908
3909         if (sds.this_load >= sds.max_load)
3910                 goto out_balanced;
3911
3912         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
3913
3914         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
3915                 goto out_balanced;
3916
3917         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
3918                 goto out_balanced;
3919
3920         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
3921         if (sds.group_imb)
3922                 sds.busiest_load_per_task =
3923                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
3924
3925         /*
3926          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
3927          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
3928          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
3929          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
3930          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
3931          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
3932          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
3933          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
3934          * appear as very large values with unsigned longs.
3935          */
3936         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
3937                 goto out_balanced;
3938
3939         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
3940         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
3941         return sds.busiest;
3942
3943 out_balanced:
3944         /*
3945          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
3946          * to save power.
3947          */
3948         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
3949                 return sds.busiest;
3950 ret:
3951         *imbalance = 0;
3952         return NULL;
3953 }
3954
3955 /*
3956  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
3957  */
3958 static struct rq *
3959 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
3960                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
3961 {
3962         struct rq *busiest = NULL, *rq;
3963         unsigned long max_load = 0;
3964         int i;
3965
3966         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
3967                 unsigned long wl;
3968
3969                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
3970                         continue;
3971
3972                 rq = cpu_rq(i);
3973                 wl = weighted_cpuload(i);
3974
3975                 if (rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
3976                         continue;
3977
3978                 if (wl > max_load) {
3979                         max_load = wl;
3980                         busiest = rq;
3981                 }
3982         }
3983
3984         return busiest;
3985 }
3986
3987 /*
3988  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
3989  * so long as it is large enough.
3990  */
3991 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
3992
3993 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
3994 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
3995
3996 /*
3997  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3998  * tasks if there is an imbalance.
3999  */
4000 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4001                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4002                         int *balance)
4003 {
4004         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
4005         struct sched_group *group;
4006         unsigned long imbalance;
4007         struct rq *busiest;
4008         unsigned long flags;
4009         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4010
4011         cpumask_setall(cpus);
4012
4013         /*
4014          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4015          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4016          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
4017          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4018          */
4019         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4020             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4021                 sd_idle = 1;
4022
4023         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4024
4025 redo:
4026         update_shares(sd);
4027         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
4028                                    cpus, balance);
4029
4030         if (*balance == 0)
4031                 goto out_balanced;
4032
4033         if (!group) {
4034                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4035                 goto out_balanced;
4036         }
4037
4038         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
4039         if (!busiest) {
4040                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4041                 goto out_balanced;
4042         }
4043
4044         BUG_ON(busiest == this_rq);
4045
4046         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
4047
4048         ld_moved = 0;
4049         if (busiest->nr_running > 1) {
4050                 /*
4051                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4052                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4053                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4054                  * correctly treated as an imbalance.
4055                  */
4056                 local_irq_save(flags);
4057                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4058                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4059                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
4060                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4061                 local_irq_restore(flags);
4062
4063                 /*
4064                  * some other cpu did the load balance for us.
4065                  */
4066                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
4067                         resched_cpu(this_cpu);
4068
4069                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4070                 if (unlikely(all_pinned)) {
4071                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4072                         if (!cpumask_empty(cpus))
4073                                 goto redo;
4074                         goto out_balanced;
4075                 }
4076         }
4077
4078         if (!ld_moved) {
4079                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4080                 sd->nr_balance_failed++;
4081
4082                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
4083
4084                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4085
4086                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
4087                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4088                          */
4089                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4090                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4091                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4092                                 all_pinned = 1;
4093                                 goto out_one_pinned;
4094                         }
4095
4096                         if (!busiest->active_balance) {
4097                                 busiest->active_balance = 1;
4098                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4099                                 active_balance = 1;
4100                         }
4101                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4102                         if (active_balance)
4103                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
4104
4105                         /*
4106                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4107                          * counter.
4108                          */
4109                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4110                 }
4111         } else
4112                 sd->nr_balance_failed = 0;
4113
4114         if (likely(!active_balance)) {
4115                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4116                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4117         } else {
4118                 /*
4119                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4120                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4121                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4122                  * move_tasks).
4123                  */
4124                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4125                         sd->balance_interval *= 2;
4126         }
4127
4128         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4129             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4130                 ld_moved = -1;
4131
4132         goto out;
4133
4134 out_balanced:
4135         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4136
4137         sd->nr_balance_failed = 0;
4138
4139 out_one_pinned:
4140         /* tune up the balancing interval */
4141         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4142                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4143                 sd->balance_interval *= 2;
4144
4145         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4146             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4147                 ld_moved = -1;
4148         else
4149                 ld_moved = 0;
4150 out:
4151         if (ld_moved)
4152                 update_shares(sd);
4153         return ld_moved;
4154 }
4155
4156 /*
4157  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4158  * tasks if there is an imbalance.
4159  *
4160  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
4161  * this_rq is locked.
4162  */
4163 static int
4164 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
4165 {
4166         struct sched_group *group;
4167         struct rq *busiest = NULL;
4168         unsigned long imbalance;
4169         int ld_moved = 0;
4170         int sd_idle = 0;
4171         int all_pinned = 0;
4172         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4173
4174         cpumask_setall(cpus);
4175
4176         /*
4177          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4178          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4179          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
4180          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4181          */
4182         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4183             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4184                 sd_idle = 1;
4185
4186         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
4187 redo:
4188         update_shares_locked(this_rq, sd);
4189         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
4190                                    &sd_idle, cpus, NULL);
4191         if (!group) {
4192                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
4193                 goto out_balanced;
4194         }
4195
4196         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
4197         if (!busiest) {
4198                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
4199                 goto out_balanced;
4200         }
4201
4202         BUG_ON(busiest == this_rq);
4203
4204         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
4205
4206         ld_moved = 0;
4207         if (busiest->nr_running > 1) {
4208                 /* Attempt to move tasks */
4209                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4210                 /* this_rq->clock is already updated */
4211                 update_rq_clock(busiest);
4212                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4213                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
4214                                         &all_pinned);
4215                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4216
4217                 if (unlikely(all_pinned)) {
4218                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4219                         if (!cpumask_empty(cpus))
4220                                 goto redo;
4221                 }
4222         }
4223
4224         if (!ld_moved) {
4225                 int active_balance = 0;
4226
4227                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
4228                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4229                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4230                         return -1;
4231
4232                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4233                         return -1;
4234
4235                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
4236                         return -1;
4237
4238                 /*
4239                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4240                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4241                  * package. The same method used to move task in load_balance()
4242                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
4243                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
4244                  *
4245                  * The package power saving logic comes from
4246                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
4247                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
4248                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4249                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4250                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4251                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4252                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4253                  *
4254                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4255                  * will be more than one task in the source run queue and
4256                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4257                  * active balance code will not be triggered.
4258                  */
4259
4260                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
4261                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4262
4263                 /*
4264                  * don't kick the migration_thread, if the curr
4265                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4266                  */
4267                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4268                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4269                         all_pinned = 1;
4270                         return ld_moved;
4271                 }
4272
4273                 if (!busiest->active_balance) {
4274                         busiest->active_balance = 1;
4275                         busiest->push_cpu = this_cpu;
4276                         active_balance = 1;
4277                 }
4278
4279                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4280                 /*
4281                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
4282                  */
4283                 spin_unlock(&this_rq->lock);
4284                 if (active_balance)
4285                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
4286                 spin_lock(&this_rq->lock);
4287
4288         } else
4289                 sd->nr_balance_failed = 0;
4290
4291         update_shares_locked(this_rq, sd);
4292         return ld_moved;
4293
4294 out_balanced:
4295         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
4296         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4297             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4298                 return -1;
4299         sd->nr_balance_failed = 0;
4300
4301         return 0;
4302 }
4303
4304 /*
4305  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4306  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4307  */
4308 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4309 {
4310         struct sched_domain *sd;
4311         int pulled_task = 0;
4312         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4313
4314         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4315                 unsigned long interval;
4316
4317                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4318                         continue;
4319
4320                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
4321                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4322                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
4323                                                            sd);
4324
4325                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4326                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4327                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4328                 if (pulled_task)
4329                         break;
4330         }
4331         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4332                 /*
4333                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4334                  * a busy processor. So reset next_balance.
4335                  */
4336                 this_rq->next_balance = next_balance;
4337         }
4338 }
4339
4340 /*
4341  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
4342  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
4343  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
4344  * logical imbalances.
4345  *
4346  * Called with busiest_rq locked.
4347  */
4348 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
4349 {
4350         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4351         struct sched_domain *sd;
4352         struct rq *target_rq;
4353
4354         /* Is there any task to move? */
4355         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4356                 return;
4357
4358         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4359
4360         /*
4361          * This condition is "impossible", if it occurs
4362          * we need to fix it. Originally reported by
4363          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4364          */
4365         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4366
4367         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4368         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4369         update_rq_clock(busiest_rq);
4370         update_rq_clock(target_rq);
4371
4372         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4373         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4374                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4375                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4376                                 break;
4377         }
4378
4379         if (likely(sd)) {
4380                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4381
4382                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4383                                   sd, CPU_IDLE))
4384                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4385                 else
4386                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4387         }
4388         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4389 }
4390
4391 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4392 static struct {
4393         atomic_t load_balancer;
4394         cpumask_var_t cpu_mask;
4395         cpumask_var_t ilb_grp_nohz_mask;
4396 } nohz ____cacheline_aligned = {
4397         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
4398 };
4399
4400 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
4401 /**
4402  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
4403  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
4404  *              be returned.
4405  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
4406  *              for the given cpu.
4407  *
4408  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
4409  */
4410 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
4411 {
4412         struct sched_domain *sd;
4413
4414         for_each_domain(cpu, sd)
4415                 if (sd && (sd->flags & flag))
4416                         break;
4417
4418         return sd;
4419 }
4420
4421 /**
4422  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
4423  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
4424  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
4425  *              for cpu.
4426  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
4427  *
4428  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
4429  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
4430  */
4431 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
4432         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
4433                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
4434
4435 /**
4436  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
4437  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
4438  *
4439  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
4440  *
4441  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
4442  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
4443  * sched_group is semi-idle or not.
4444  */
4445 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
4446 {
4447         cpumask_and(nohz.ilb_grp_nohz_mask, nohz.cpu_mask,
4448                                         sched_group_cpus(ilb_group));
4449
4450         /*
4451          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
4452          * and atleast one idle cpu.
4453          */
4454         if (cpumask_empty(nohz.ilb_grp_nohz_mask))
4455                 return 0;
4456
4457         if (cpumask_equal(nohz.ilb_grp_nohz_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
4458                 return 0;
4459
4460         return 1;
4461 }
4462 /**
4463  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
4464  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
4465  *
4466  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
4467  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
4468  *
4469  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
4470  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
4471  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
4472  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
4473  */
4474 static int find_new_ilb(int cpu)
4475 {
4476         struct sched_domain *sd;
4477         struct sched_group *ilb_group;
4478
4479         /*
4480          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
4481          * when power-aware load balancing is enabled
4482          */
4483         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
4484                 goto out_done;
4485
4486         /*
4487          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
4488          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
4489          */
4490         if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) < 2)
4491                 goto out_done;
4492
4493         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
4494                 ilb_group = sd->groups;
4495
4496                 do {
4497                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
4498                                 return cpumask_first(nohz.ilb_grp_nohz_mask);
4499
4500                         ilb_group = ilb_group->next;
4501
4502                 } while (ilb_group != sd->groups);
4503         }
4504
4505 out_done:
4506         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4507 }
4508 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
4509 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4510 {
4511         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4512 }
4513 #endif
4514
4515 /*
4516  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4517  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4518  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
4519  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
4520  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
4521  * arrives...
4522  *
4523  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
4524  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
4525  * nohz.cpu_mask..
4526  *
4527  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
4528  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
4529  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
4530  * there is no need for ilb owner.
4531  *
4532  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
4533  * next busy scheduler_tick()
4534  */
4535 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4536 {
4537         int cpu = smp_processor_id();
4538
4539         if (stop_tick) {
4540                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
4541
4542                 if (!cpu_active(cpu)) {
4543                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4544                                 return 0;
4545
4546                         /*
4547                          * If we are going offline and still the leader,
4548                          * give up!
4549                          */
4550                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4551                                 BUG();
4552
4553                         return 0;
4554                 }
4555
4556                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4557
4558                 /* time for ilb owner also to sleep */
4559                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4560                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4561                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4562                         return 0;
4563                 }
4564
4565                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4566                         /* make me the ilb owner */
4567                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
4568                                 return 1;
4569                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4570                         int new_ilb;
4571
4572                         if (!(sched_smt_power_savings ||
4573                                                 sched_mc_power_savings))
4574                                 return 1;
4575                         /*
4576                          * Check to see if there is a more power-efficient
4577                          * ilb.
4578                          */
4579                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
4580                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
4581                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4582                                 resched_cpu(new_ilb);
4583                                 return 0;
4584                         }
4585                         return 1;
4586                 }
4587         } else {
4588                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4589                         return 0;
4590
4591                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4592
4593                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4594                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4595                                 BUG();
4596         }
4597         return 0;
4598 }
4599 #endif
4600
4601 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4602
4603 /*
4604  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4605  * and initiates a balancing operation if so.
4606  *
4607  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4608  */
4609 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4610 {
4611         int balance = 1;
4612         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4613         unsigned long interval;
4614         struct sched_domain *sd;
4615         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4616         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4617         int update_next_balance = 0;
4618         int need_serialize;
4619
4620         for_each_domain(cpu, sd) {
4621                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4622                         continue;
4623
4624                 interval = sd->balance_interval;
4625                 if (idle != CPU_IDLE)
4626                         interval *= sd->busy_factor;
4627
4628                 /* scale ms to jiffies */
4629                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4630                 if (unlikely(!interval))
4631                         interval = 1;
4632                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
4633                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
4634
4635                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4636
4637                 if (need_serialize) {
4638                         if (!spin_trylock(&balancing))
4639                                 goto out;
4640                 }
4641
4642                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4643                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4644                                 /*
4645                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4646                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
4647                                  * not idle.
4648                                  */
4649                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4650                         }
4651                         sd->last_balance = jiffies;
4652                 }
4653                 if (need_serialize)
4654                         spin_unlock(&balancing);
4655 out:
4656                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4657                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4658                         update_next_balance = 1;
4659                 }
4660
4661                 /*
4662                  * Stop the load balance at this level. There is another
4663                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4664                  * actively.
4665                  */
4666                 if (!balance)
4667                         break;
4668         }
4669
4670         /*
4671          * next_balance will be updated only when there is a need.
4672          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4673          * updated.
4674          */
4675         if (likely(update_next_balance))
4676                 rq->next_balance = next_balance;
4677 }
4678
4679 /*
4680  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4681  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
4682  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4683  */
4684 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4685 {
4686         int this_cpu = smp_processor_id();
4687         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4688         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
4689                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4690
4691         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4692
4693 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4694         /*
4695          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
4696          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4697          * stopped.
4698          */
4699         if (this_rq->idle_at_tick &&
4700             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
4701                 struct rq *rq;
4702                 int balance_cpu;
4703
4704                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
4705                         if (balance_cpu == this_cpu)
4706                                 continue;
4707
4708                         /*
4709                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4710                          * work being done for other cpus. Next load
4711                          * balancing owner will pick it up.
4712                          */
4713                         if (need_resched())
4714                                 break;
4715
4716                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4717
4718                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
4719                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4720                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4721                 }
4722         }
4723 #endif
4724 }
4725
4726 static inline int on_null_domain(int cpu)
4727 {
4728         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
4729 }
4730
4731 /*
4732  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4733  *
4734  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
4735  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
4736  * if the whole system is idle.
4737  */
4738 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4739 {
4740 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4741         /*
4742          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4743          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4744          * load balancer.
4745          */
4746         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4747                 rq->in_nohz_recently = 0;
4748
4749                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4750                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4751                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4752                 }
4753
4754                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4755                         int ilb = find_new_ilb(cpu);
4756
4757                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4758                                 resched_cpu(ilb);
4759                 }
4760         }
4761
4762         /*
4763          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4764          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4765          */
4766         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4767             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4768                 resched_cpu(cpu);
4769                 return;
4770         }
4771
4772         /*
4773          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4774          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4775          */
4776         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4777             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4778                 return;
4779 #endif
4780         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4781         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4782             likely(!on_null_domain(cpu)))
4783                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4784 }
4785
4786 #else   /* CONFIG_SMP */
4787
4788 /*
4789  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4790  */
4791 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4792 {
4793 }
4794
4795 #endif
4796
4797 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4798
4799 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4800
4801 /*
4802  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4803  * @p in case that task is currently running.
4804  *
4805  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4806  */
4807 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4808 {
4809         u64 ns = 0;
4810
4811         if (task_current(rq, p)) {
4812                 update_rq_clock(rq);
4813                 ns = rq->clock - p->se.exec_start;
4814                 if ((s64)ns < 0)
4815                         ns = 0;
4816         }
4817
4818         return ns;
4819 }
4820
4821 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4822 {
4823         unsigned long flags;
4824         struct rq *rq;
4825         u64 ns = 0;
4826
4827         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4828         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4829         task_rq_unlock(rq, &flags);
4830
4831         return ns;
4832 }
4833
4834 /*
4835  * Return accounted runtime for the task.
4836  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4837  * pending runtime that have not been accounted yet.
4838  */
4839 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4840 {
4841         unsigned long flags;
4842         struct rq *rq;
4843         u64 ns = 0;
4844
4845         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4846         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4847         task_rq_unlock(rq, &flags);
4848
4849         return ns;
4850 }
4851
4852 /*
4853  * Return sum_exec_runtime for the thread group.
4854  * In case the task is currently running, return the sum plus current's
4855  * pending runtime that have not been accounted yet.
4856  *
4857  * Note that the thread group might have other running tasks as well,
4858  * so the return value not includes other pending runtime that other
4859  * running tasks might have.
4860  */
4861 unsigned long long thread_group_sched_runtime(struct task_struct *p)
4862 {
4863         struct task_cputime totals;
4864         unsigned long flags;
4865         struct rq *rq;
4866         u64 ns;
4867
4868         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4869         thread_group_cputime(p, &totals);
4870         ns = totals.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4871         task_rq_unlock(rq, &flags);
4872
4873         return ns;
4874 }
4875
4876 /*
4877  * Account user cpu time to a process.
4878  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4879  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
4880  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4881  */
4882 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4883                        cputime_t cputime_scaled)
4884 {
4885         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4886         cputime64_t tmp;
4887
4888         /* Add user time to process. */
4889         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4890         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4891         account_group_user_time(p, cputime);
4892
4893         /* Add user time to cpustat. */
4894         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4895         if (TASK_NICE(p) > 0)
4896                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
4897         else
4898                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4899
4900         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
4901         /* Account for user time used */
4902         acct_update_integrals(p);
4903 }
4904
4905 /*
4906  * Account guest cpu time to a process.
4907  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4908  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
4909  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4910  */
4911 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4912                                cputime_t cputime_scaled)
4913 {
4914         cputime64_t tmp;
4915         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4916
4917         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4918
4919         /* Add guest time to process. */
4920         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4921         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4922         account_group_user_time(p, cputime);
4923         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
4924
4925         /* Add guest time to cpustat. */
4926         cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4927         cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
4928 }
4929
4930 /*
4931  * Account system cpu time to a process.
4932  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4933  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
4934  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
4935  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4936  */
4937 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
4938                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
4939 {
4940         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4941         cputime64_t tmp;
4942
4943         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
4944                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
4945                 return;
4946         }
4947
4948         /* Add system time to process. */
4949         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
4950         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
4951         account_group_system_time(p, cputime);
4952
4953         /* Add system time to cpustat. */
4954         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4955         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
4956                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
4957         else if (softirq_count())
4958                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
4959         else
4960                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
4961
4962         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
4963
4964         /* Account for system time used */
4965         acct_update_integrals(p);
4966 }
4967
4968 /*
4969  * Account for involuntary wait time.
4970  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
4971  */
4972 void account_steal_time(cputime_t cputime)
4973 {
4974         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4975         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4976
4977         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
4978 }
4979
4980 /*
4981  * Account for idle time.
4982  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
4983  */
4984 void account_idle_time(cputime_t cputime)
4985 {
4986         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4987         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4988         struct rq *rq = this_rq();
4989
4990         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
4991                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
4992         else
4993                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
4994 }
4995
4996 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4997
4998 /*
4999  * Account a single tick of cpu time.
5000  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5001  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
5002  */
5003 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
5004 {
5005         cputime_t one_jiffy = jiffies_to_cputime(1);
5006         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(one_jiffy);
5007         struct rq *rq = this_rq();
5008
5009         if (user_tick)
5010                 account_user_time(p, one_jiffy, one_jiffy_scaled);
5011         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
5012                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, one_jiffy,
5013                                     one_jiffy_scaled);
5014         else
5015                 account_idle_time(one_jiffy);
5016 }
5017
5018 /*
5019  * Account multiple ticks of steal time.
5020  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
5021  * @ticks: number of stolen ticks
5022  */
5023 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
5024 {
5025         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5026 }
5027
5028 /*
5029  * Account multiple ticks of idle time.
5030  * @ticks: number of stolen ticks
5031  */
5032 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
5033 {
5034         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5035 }
5036
5037 #endif
5038
5039 /*
5040  * Use precise platform statistics if available:
5041  */
5042 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5043 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
5044 {
5045         return p->utime;
5046 }
5047
5048 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
5049 {
5050         return p->stime;
5051 }
5052 #else
5053 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
5054 {
5055         clock_t utime = cputime_to_clock_t(p->utime),
5056                 total = utime + cputime_to_clock_t(p->stime);
5057         u64 temp;
5058
5059         /*
5060          * Use CFS's precise accounting:
5061          */
5062         temp = (u64)nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime);
5063
5064         if (total) {
5065                 temp *= utime;
5066                 do_div(temp, total);
5067         }
5068         utime = (clock_t)temp;
5069
5070         p->prev_utime = max(p->prev_utime, clock_t_to_cputime(utime));
5071         return p->prev_utime;
5072 }
5073
5074 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
5075 {
5076         clock_t stime;
5077
5078         /*
5079          * Use CFS's precise accounting. (we subtract utime from
5080          * the total, to make sure the total observed by userspace
5081          * grows monotonically - apps rely on that):
5082          */
5083         stime = nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime) -
5084                         cputime_to_clock_t(task_utime(p));
5085
5086         if (stime >= 0)
5087                 p->prev_stime = max(p->prev_stime, clock_t_to_cputime(stime));
5088
5089         return p->prev_stime;
5090 }
5091 #endif
5092
5093 inline cputime_t task_gtime(struct task_struct *p)
5094 {
5095         return p->gtime;
5096 }
5097
5098 /*
5099  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5100  * We call it with interrupts disabled.
5101  *
5102  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
5103  * timeslices.
5104  */
5105 void scheduler_tick(void)
5106 {
5107         int cpu = smp_processor_id();
5108         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5109         struct task_struct *curr = rq->curr;
5110
5111         sched_clock_tick();
5112
5113         spin_lock(&rq->lock);
5114         update_rq_clock(rq);
5115         update_cpu_load(rq);
5116         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5117         spin_unlock(&rq->lock);
5118
5119         perf_counter_task_tick(curr, cpu);
5120
5121 #ifdef CONFIG_SMP
5122         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
5123         trigger_load_balance(rq, cpu);
5124 #endif
5125 }
5126
5127 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
5128 {
5129         if (in_lock_functions(addr)) {
5130                 addr = CALLER_ADDR2;
5131                 if (in_lock_functions(addr))
5132                         addr = CALLER_ADDR3;
5133         }
5134         return addr;
5135 }
5136
5137 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5138                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
5139
5140 void __kprobes add_preempt_count(int val)
5141 {
5142 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5143         /*
5144          * Underflow?
5145          */
5146         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5147                 return;
5148 #endif
5149         preempt_count() += val;
5150 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5151         /*
5152          * Spinlock count overflowing soon?
5153          */
5154         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5155                                 PREEMPT_MASK - 10);
5156 #endif
5157         if (preempt_count() == val)
5158                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5159 }
5160 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
5161
5162 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
5163 {
5164 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5165         /*
5166          * Underflow?
5167          */
5168         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5169                 return;
5170         /*
5171          * Is the spinlock portion underflowing?
5172          */
5173         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5174                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5175                 return;
5176 #endif
5177
5178         if (preempt_count() == val)
5179                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5180         preempt_count() -= val;
5181 }
5182 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
5183
5184 #endif
5185
5186 /*
5187  * Print scheduling while atomic bug:
5188  */
5189 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5190 {
5191         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
5192
5193         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5194                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5195
5196         debug_show_held_locks(prev);
5197         print_modules();
5198         if (irqs_disabled())
5199                 print_irqtrace_events(prev);
5200
5201         if (regs)
5202                 show_regs(regs);
5203         else
5204                 dump_stack();
5205 }
5206
5207 /*
5208  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5209  */
5210 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
5211 {
5212         /*
5213          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
5214          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
5215          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
5216          */
5217         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
5218                 __schedule_bug(prev);
5219
5220         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5221
5222         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
5223 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5224         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
5225                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
5226                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
5227         }
5228 #endif
5229 }
5230
5231 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5232 {
5233         if (prev->state == TASK_RUNNING) {
5234                 u64 runtime = prev->se.sum_exec_runtime;
5235
5236                 runtime -= prev->se.prev_sum_exec_runtime;
5237                 runtime = min_t(u64, runtime, 2*sysctl_sched_migration_cost);
5238
5239                 /*
5240                  * In order to avoid avg_overlap growing stale when we are
5241                  * indeed overlapping and hence not getting put to sleep, grow
5242                  * the avg_overlap on preemption.
5243                  *
5244                  * We use the average preemption runtime because that
5245                  * correlates to the amount of cache footprint a task can
5246                  * build up.
5247                  */
5248                 update_avg(&prev->se.avg_overlap, runtime);
5249         }
5250         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
5251 }
5252
5253 /*
5254  * Pick up the highest-prio task:
5255  */
5256 static inline struct task_struct *
5257 pick_next_task(struct rq *rq)
5258 {
5259         const struct sched_class *class;
5260         struct task_struct *p;
5261
5262         /*
5263          * Optimization: we know that if all tasks are in
5264          * the fair class we can call that function directly:
5265          */
5266         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
5267                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
5268                 if (likely(p))
5269                         return p;
5270         }
5271
5272         class = sched_class_highest;
5273         for ( ; ; ) {
5274                 p = class->pick_next_task(rq);
5275                 if (p)
5276                         return p;
5277                 /*
5278                  * Will never be NULL as the idle class always
5279                  * returns a non-NULL p:
5280                  */
5281                 class = class->next;
5282         }
5283 }
5284
5285 /*
5286  * schedule() is the main scheduler function.
5287  */
5288 asmlinkage void __sched schedule(void)
5289 {
5290         struct task_struct *prev, *next;
5291         unsigned long *switch_count;
5292         struct rq *rq;
5293         int cpu;
5294
5295 need_resched:
5296         preempt_disable();
5297         cpu = smp_processor_id();
5298         rq = cpu_rq(cpu);
5299         rcu_qsctr_inc(cpu);
5300         prev = rq->curr;
5301         switch_count = &prev->nivcsw;
5302
5303         release_kernel_lock(prev);
5304 need_resched_nonpreemptible:
5305
5306         schedule_debug(prev);
5307
5308         if (sched_feat(HRTICK))
5309                 hrtick_clear(rq);
5310
5311         spin_lock_irq(&rq->lock);
5312         update_rq_clock(rq);
5313         clear_tsk_need_resched(prev);
5314
5315         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
5316                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
5317                         prev->state = TASK_RUNNING;
5318                 else
5319                         deactivate_task(rq, prev, 1);
5320                 switch_count = &prev->nvcsw;
5321         }
5322
5323 #ifdef CONFIG_SMP
5324         if (prev->sched_class->pre_schedule)
5325                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
5326 #endif
5327
5328         if (unlikely(!rq->nr_running))
5329                 idle_balance(cpu, rq);
5330
5331         put_prev_task(rq, prev);
5332         next = pick_next_task(rq);
5333
5334         if (likely(prev != next)) {
5335                 sched_info_switch(prev, next);
5336                 perf_counter_task_sched_out(prev, next, cpu);
5337
5338                 rq->nr_switches++;
5339                 rq->curr = next;
5340                 ++*switch_count;
5341
5342                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
5343                 /*
5344                  * the context switch might have flipped the stack from under
5345                  * us, hence refresh the local variables.
5346                  */
5347                 cpu = smp_processor_id();
5348                 rq = cpu_rq(cpu);
5349         } else
5350                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
5351
5352         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
5353                 goto need_resched_nonpreemptible;
5354
5355         preempt_enable_no_resched();
5356         if (need_resched())
5357                 goto need_resched;
5358 }
5359 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5360
5361 #ifdef CONFIG_SMP
5362 /*
5363  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
5364  * access and not reliable.
5365  */
5366 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct thread_info *owner)
5367 {
5368         unsigned int cpu;
5369         struct rq *rq;
5370
5371         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
5372                 return 0;
5373
5374 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
5375         /*
5376          * Need to access the cpu field knowing that
5377          * DEBUG_PAGEALLOC could have unmapped it if
5378          * the mutex owner just released it and exited.
5379          */
5380         if (probe_kernel_address(&owner->cpu, cpu))
5381                 goto out;
5382 #else
5383         cpu = owner->cpu;
5384 #endif
5385
5386         /*
5387          * Even if the access succeeded (likely case),
5388          * the cpu field may no longer be valid.
5389          */
5390         if (cpu >= nr_cpumask_bits)
5391                 goto out;
5392
5393         /*
5394          * We need to validate that we can do a
5395          * get_cpu() and that we have the percpu area.
5396          */
5397         if (!cpu_online(cpu))
5398                 goto out;
5399
5400         rq = cpu_rq(cpu);
5401
5402         for (;;) {
5403                 /*
5404                  * Owner changed, break to re-assess state.
5405                  */
5406                 if (lock->owner != owner)
5407                         break;
5408
5409                 /*
5410                  * Is that owner really running on that cpu?
5411                  */
5412                 if (task_thread_info(rq->curr) != owner || need_resched())
5413                         return 0;
5414
5415                 cpu_relax();
5416         }
5417 out:
5418         return 1;
5419 }
5420 #endif
5421
5422 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5423 /*
5424  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5425  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
5426  * occur there and call schedule directly.
5427  */
5428 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
5429 {
5430         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5431
5432         /*
5433          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5434          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5435          */
5436         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
5437                 return;
5438
5439         do {
5440                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5441                 schedule();
5442                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5443
5444                 /*
5445                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5446                  * between schedule and now.
5447                  */
5448                 barrier();
5449         } while (need_resched());
5450 }
5451 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5452
5453 /*
5454  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
5455  * off of irq context.
5456  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5457  * protect us against recursive calling from irq.
5458  */
5459 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
5460 {
5461         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5462
5463         /* Catch callers which need to be fixed */
5464         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
5465
5466         do {
5467                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5468                 local_irq_enable();
5469                 schedule();
5470                 local_irq_disable();
5471                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5472
5473                 /*
5474                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5475                  * between schedule and now.
5476                  */
5477                 barrier();
5478         } while (need_resched());
5479 }
5480
5481 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
5482
5483 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int sync,
5484                           void *key)
5485 {
5486         return try_to_wake_up(curr->private, mode, sync);
5487 }
5488 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5489
5490 /*
5491  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
5492  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
5493  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
5494  *
5495  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
5496  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
5497  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
5498  */
5499 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5500                         int nr_exclusive, int sync, void *key)
5501 {
5502         wait_queue_t *curr, *next;
5503
5504         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
5505                 unsigned flags = curr->flags;
5506
5507                 if (curr->func(curr, mode, sync, key) &&
5508                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
5509                         break;
5510         }
5511 }
5512
5513 /**
5514  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
5515  * @q: the waitqueue
5516  * @mode: which threads
5517  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5518  * @key: is directly passed to the wakeup function
5519  *
5520  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5521  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5522  */
5523 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5524                         int nr_exclusive, void *key)
5525 {
5526         unsigned long flags;
5527
5528         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5529         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
5530         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5531 }
5532 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
5533
5534 /*
5535  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
5536  */
5537 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
5538 {
5539         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
5540 }
5541
5542 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
5543 {
5544         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
5545 }
5546
5547 /**
5548  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
5549  * @q: the waitqueue
5550  * @mode: which threads
5551  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5552  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
5553  *
5554  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
5555  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
5556  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
5557  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
5558  *
5559  * On UP it can prevent extra preemption.
5560  *
5561  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5562  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5563  */
5564 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5565                         int nr_exclusive, void *key)
5566 {
5567         unsigned long flags;
5568         int sync = 1;
5569
5570         if (unlikely(!q))
5571                 return;
5572
5573         if (unlikely(!nr_exclusive))
5574                 sync = 0;
5575
5576         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5577         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, sync, key);
5578         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5579 }
5580 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
5581
5582 /*
5583  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
5584  */
5585 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
5586 {
5587         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
5588 }
5589 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
5590
5591 /**
5592  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
5593  * @x:  holds the state of this particular completion
5594  *
5595  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
5596  * awakened in the same order in which they were queued.
5597  *
5598  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
5599  *
5600  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5601  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5602  */
5603 void complete(struct completion *x)
5604 {
5605         unsigned long flags;
5606
5607         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5608         x->done++;
5609         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
5610         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5611 }
5612 EXPORT_SYMBOL(complete);
5613
5614 /**
5615  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
5616  * @x:  holds the state of this particular completion
5617  *
5618  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
5619  *
5620  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5621  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5622  */
5623 void complete_all(struct completion *x)
5624 {
5625         unsigned long flags;
5626
5627         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5628         x->done += UINT_MAX/2;
5629         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
5630         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5631 }
5632 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
5633
5634 static inline long __sched
5635 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5636 {
5637         if (!x->done) {
5638                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
5639
5640                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
5641                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
5642                 do {
5643                         if (signal_pending_state(state, current)) {
5644                                 timeout = -ERESTARTSYS;
5645                                 break;
5646                         }
5647                         __set_current_state(state);
5648                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5649                         timeout = schedule_timeout(timeout);
5650                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5651                 } while (!x->done && timeout);
5652                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
5653                 if (!x->done)
5654                         return timeout;
5655         }
5656         x->done--;
5657         return timeout ?: 1;
5658 }
5659
5660 static long __sched
5661 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5662 {
5663         might_sleep();
5664
5665         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5666         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5667         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5668         return timeout;
5669 }
5670
5671 /**
5672  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5673  * @x:  holds the state of this particular completion
5674  *
5675  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5676  * interruptible and there is no timeout.
5677  *
5678  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5679  * and interrupt capability. Also see complete().
5680  */
5681 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5682 {
5683         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5684 }
5685 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5686
5687 /**
5688  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5689  * @x:  holds the state of this particular completion
5690  * @timeout:  timeout value in jiffies
5691  *
5692  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5693  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5694  * interruptible.
5695  */
5696 unsigned long __sched
5697 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5698 {
5699         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5700 }
5701 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5702
5703 /**
5704  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5705  * @x:  holds the state of this particular completion
5706  *
5707  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5708  * interruptible.
5709  */
5710 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5711 {
5712         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5713         if (t == -ERESTARTSYS)
5714                 return t;
5715         return 0;
5716 }
5717 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5718
5719 /**
5720  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5721  * @x:  holds the state of this particular completion
5722  * @timeout:  timeout value in jiffies
5723  *
5724  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5725  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5726  */
5727 unsigned long __sched
5728 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5729                                           unsigned long timeout)
5730 {
5731         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5732 }
5733 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5734
5735 /**
5736  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5737  * @x:  holds the state of this particular completion
5738  *
5739  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5740  * interrupted by a kill signal.
5741  */
5742 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5743 {
5744         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5745         if (t == -ERESTARTSYS)
5746                 return t;
5747         return 0;
5748 }
5749 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5750
5751 /**
5752  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5753  *      @x:     completion structure
5754  *
5755  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5756  *               1 if a decrement succeeded.
5757  *
5758  *      If a completion is being used as a counting completion,
5759  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5760  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5761  *      is protecting is not available.
5762  */
5763 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5764 {
5765         int ret = 1;
5766
5767         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5768         if (!x->done)
5769                 ret = 0;
5770         else
5771                 x->done--;
5772         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5773         return ret;
5774 }
5775 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5776
5777 /**
5778  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5779  *      @x:     completion structure
5780  *
5781  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5782  *               1 if there are no waiters.
5783  *
5784  */
5785 bool completion_done(struct completion *x)
5786 {
5787         int ret = 1;
5788
5789         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5790         if (!x->done)
5791                 ret = 0;
5792         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5793         return ret;
5794 }
5795 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5796
5797 static long __sched
5798 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5799 {
5800         unsigned long flags;
5801         wait_queue_t wait;
5802
5803         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5804
5805         __set_current_state(state);
5806
5807         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5808         __add_wait_queue(q, &wait);
5809         spin_unlock(&q->lock);
5810         timeout = schedule_timeout(timeout);
5811         spin_lock_irq(&q->lock);
5812         __remove_wait_queue(q, &wait);
5813         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5814
5815         return timeout;
5816 }
5817
5818 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5819 {
5820         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5821 }
5822 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
5823
5824 long __sched
5825 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5826 {
5827         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
5828 }
5829 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
5830
5831 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5832 {
5833         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5834 }
5835 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
5836
5837 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5838 {
5839         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
5840 }
5841 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
5842
5843 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5844
5845 /*
5846  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5847  * @p: task
5848  * @prio: prio value (kernel-internal form)
5849  *
5850  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
5851  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
5852  *
5853  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
5854  */
5855 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
5856 {
5857         unsigned long flags;
5858         int oldprio, on_rq, running;
5859         struct rq *rq;
5860         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
5861
5862         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
5863
5864         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5865         update_rq_clock(rq);
5866
5867         oldprio = p->prio;
5868         on_rq = p->se.on_rq;
5869         running = task_current(rq, p);
5870         if (on_rq)
5871                 dequeue_task(rq, p, 0);
5872         if (running)
5873                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5874
5875         if (rt_prio(prio))
5876                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5877         else
5878                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5879
5880         p->prio = prio;
5881
5882         if (running)
5883                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5884         if (on_rq) {
5885                 enqueue_task(rq, p, 0);
5886
5887                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
5888         }
5889         task_rq_unlock(rq, &flags);
5890 }
5891
5892 #endif
5893
5894 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
5895 {
5896         int old_prio, delta, on_rq;
5897         unsigned long flags;
5898         struct rq *rq;
5899
5900         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
5901                 return;
5902         /*
5903          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
5904          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
5905          */
5906         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5907         update_rq_clock(rq);
5908         /*
5909          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
5910          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
5911          * it wont have any effect on scheduling until the task is
5912          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
5913          */
5914         if (task_has_rt_policy(p)) {
5915                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5916                 goto out_unlock;
5917         }
5918         on_rq = p->se.on_rq;
5919         if (on_rq)
5920                 dequeue_task(rq, p, 0);
5921
5922         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5923         set_load_weight(p);
5924         old_prio = p->prio;
5925         p->prio = effective_prio(p);
5926         delta = p->prio - old_prio;
5927
5928         if (on_rq) {
5929                 enqueue_task(rq, p, 0);
5930                 /*
5931                  * If the task increased its priority or is running and
5932                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
5933                  */
5934                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
5935                         resched_task(rq->curr);
5936         }
5937 out_unlock:
5938         task_rq_unlock(rq, &flags);
5939 }
5940 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
5941
5942 /*
5943  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
5944  * @p: task
5945  * @nice: nice value
5946  */
5947 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
5948 {
5949         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
5950         int nice_rlim = 20 - nice;
5951
5952         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
5953                 capable(CAP_SYS_NICE));
5954 }
5955
5956 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5957
5958 /*
5959  * sys_nice - change the priority of the current process.
5960  * @increment: priority increment
5961  *
5962  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5963  * does similar things.
5964  */
5965 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
5966 {
5967         long nice, retval;
5968
5969         /*
5970          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5971          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5972          * and we have a single winner.
5973          */
5974         if (increment < -40)
5975                 increment = -40;
5976         if (increment > 40)
5977                 increment = 40;
5978
5979         nice = TASK_NICE(current) + increment;
5980         if (nice < -20)
5981                 nice = -20;
5982         if (nice > 19)
5983                 nice = 19;
5984
5985         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
5986                 return -EPERM;
5987
5988         retval = security_task_setnice(current, nice);
5989         if (retval)
5990                 return retval;
5991
5992         set_user_nice(current, nice);
5993         return 0;
5994 }
5995
5996 #endif
5997
5998 /**
5999  * task_prio - return the priority value of a given task.
6000  * @p: the task in question.
6001  *
6002  * This is the priority value as seen by users in /proc.
6003  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
6004  * around 0, value goes from -16 to +15.
6005  */
6006 int task_prio(const struct task_struct *p)
6007 {
6008         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6009 }
6010
6011 /**
6012  * task_nice - return the nice value of a given task.
6013  * @p: the task in question.
6014  */
6015 int task_nice(const struct task_struct *p)
6016 {
6017         return TASK_NICE(p);
6018 }
6019 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
6020
6021 /**
6022  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
6023  * @cpu: the processor in question.
6024  */
6025 int idle_cpu(int cpu)
6026 {
6027         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
6028 }
6029
6030 /**
6031  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
6032  * @cpu: the processor in question.
6033  */
6034 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6035 {
6036         return cpu_rq(cpu)->idle;
6037 }
6038
6039 /**
6040  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
6041  * @pid: the pid in question.
6042  */
6043 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
6044 {
6045         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6046 }
6047
6048 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
6049 static void
6050 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
6051 {
6052         BUG_ON(p->se.on_rq);
6053
6054         p->policy = policy;
6055         switch (p->policy) {
6056         case SCHED_NORMAL:
6057         case SCHED_BATCH:
6058         case SCHED_IDLE:
6059                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6060                 break;
6061         case SCHED_FIFO:
6062         case SCHED_RR:
6063                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6064                 break;
6065         }
6066
6067         p->rt_priority = prio;
6068         p->normal_prio = normal_prio(p);
6069         /* we are holding p->pi_lock already */
6070         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
6071         set_load_weight(p);
6072 }
6073
6074 /*
6075  * check the target process has a UID that matches the current process's
6076  */
6077 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
6078 {
6079         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
6080         bool match;
6081
6082         rcu_read_lock();
6083         pcred = __task_cred(p);
6084         match = (cred->euid == pcred->euid ||
6085                  cred->euid == pcred->uid);
6086         rcu_read_unlock();
6087         return match;
6088 }
6089
6090 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6091                                 struct sched_param *param, bool user)
6092 {
6093         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
6094         unsigned long flags;
6095         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6096         struct rq *rq;
6097
6098         /* may grab non-irq protected spin_locks */
6099         BUG_ON(in_interrupt());
6100 recheck:
6101         /* double check policy once rq lock held */
6102         if (policy < 0)
6103                 policy = oldpolicy = p->policy;
6104         else if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
6105                         policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
6106                         policy != SCHED_IDLE)
6107                 return -EINVAL;
6108         /*
6109          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
6110          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
6111          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
6112          */
6113         if (param->sched_priority < 0 ||
6114             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
6115             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
6116                 return -EINVAL;
6117         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
6118                 return -EINVAL;
6119
6120         /*
6121          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
6122          */
6123         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
6124                 if (rt_policy(policy)) {
6125                         unsigned long rlim_rtprio;
6126
6127                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
6128                                 return -ESRCH;
6129                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
6130                         unlock_task_sighand(p, &flags);
6131
6132                         /* can't set/change the rt policy */
6133                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
6134                                 return -EPERM;
6135
6136                         /* can't increase priority */
6137                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
6138                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
6139                                 return -EPERM;
6140                 }
6141                 /*
6142                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
6143                  * move out of SCHED_IDLE either:
6144                  */
6145                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
6146                         return -EPERM;
6147
6148                 /* can't change other user's priorities */
6149                 if (!check_same_owner(p))
6150                         return -EPERM;
6151         }
6152
6153         if (user) {
6154 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6155                 /*
6156                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
6157                  * assigned.
6158                  */
6159                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
6160                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6161                         return -EPERM;
6162 #endif
6163
6164                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
6165                 if (retval)
6166                         return retval;
6167         }
6168
6169         /*
6170          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
6171          * changing the priority of the task:
6172          */
6173         spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6174         /*
6175          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
6176          * runqueue lock must be held.
6177          */
6178         rq = __task_rq_lock(p);
6179         /* recheck policy now with rq lock held */
6180         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
6181                 policy = oldpolicy = -1;
6182                 __task_rq_unlock(rq);
6183                 spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6184                 goto recheck;
6185         }
6186         update_rq_clock(rq);
6187         on_rq = p->se.on_rq;
6188         running = task_current(rq, p);
6189         if (on_rq)
6190                 deactivate_task(rq, p, 0);
6191         if (running)
6192                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6193
6194         oldprio = p->prio;
6195         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
6196
6197         if (running)
6198                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6199         if (on_rq) {
6200                 activate_task(rq, p, 0);
6201
6202                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6203         }
6204         __task_rq_unlock(rq);
6205         spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6206
6207         rt_mutex_adjust_pi(p);
6208
6209         return 0;
6210 }
6211
6212 /**
6213  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
6214  * @p: the task in question.
6215  * @policy: new policy.
6216  * @param: structure containing the new RT priority.
6217  *
6218  * NOTE that the task may be already dead.
6219  */
6220 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6221                        struct sched_param *param)
6222 {
6223         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
6224 }
6225 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
6226
6227 /**
6228  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
6229  * @p: the task in question.
6230  * @policy: new policy.
6231  * @param: structure containing the new RT priority.
6232  *
6233  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
6234  * current context has permission.  For example, this is needed in
6235  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
6236  * but our caller might not have that capability.
6237  */
6238 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
6239                                struct sched_param *param)
6240 {
6241         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
6242 }
6243
6244 static int
6245 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
6246 {
6247         struct sched_param lparam;
6248         struct task_struct *p;
6249         int retval;
6250
6251         if (!param || pid < 0)
6252                 return -EINVAL;
6253         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
6254                 return -EFAULT;
6255
6256         rcu_read_lock();
6257         retval = -ESRCH;
6258         p = find_process_by_pid(pid);
6259         if (p != NULL)
6260                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
6261         rcu_read_unlock();
6262
6263         return retval;
6264 }
6265
6266 /**
6267  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
6268  * @pid: the pid in question.
6269  * @policy: new policy.
6270  * @param: structure containing the new RT priority.
6271  */
6272 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
6273                 struct sched_param __user *, param)
6274 {
6275         /* negative values for policy are not valid */
6276         if (policy < 0)
6277                 return -EINVAL;
6278
6279         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
6280 }
6281
6282 /**
6283  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
6284  * @pid: the pid in question.
6285  * @param: structure containing the new RT priority.
6286  */
6287 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6288 {
6289         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
6290 }
6291
6292 /**
6293  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6294  * @pid: the pid in question.
6295  */
6296 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6297 {
6298         struct task_struct *p;
6299         int retval;
6300
6301         if (pid < 0)
6302                 return -EINVAL;
6303
6304         retval = -ESRCH;
6305         read_lock(&tasklist_lock);
6306         p = find_process_by_pid(pid);
6307         if (p) {
6308                 retval = security_task_getscheduler(p);
6309                 if (!retval)
6310                         retval = p->policy;
6311         }
6312         read_unlock(&tasklist_lock);
6313         return retval;
6314 }
6315
6316 /**
6317  * sys_sched_getscheduler - get the RT priority of a thread
6318  * @pid: the pid in question.
6319  * @param: structure containing the RT priority.
6320  */
6321 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6322 {
6323         struct sched_param lp;
6324         struct task_struct *p;
6325         int retval;
6326
6327         if (!param || pid < 0)
6328                 return -EINVAL;
6329
6330         read_lock(&tasklist_lock);
6331         p = find_process_by_pid(pid);
6332         retval = -ESRCH;
6333         if (!p)
6334                 goto out_unlock;
6335
6336         retval = security_task_getscheduler(p);
6337         if (retval)
6338                 goto out_unlock;
6339
6340         lp.sched_priority = p->rt_priority;
6341         read_unlock(&tasklist_lock);
6342
6343         /*
6344          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6345          */
6346         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6347
6348         return retval;
6349
6350 out_unlock:
6351         read_unlock(&tasklist_lock);
6352         return retval;
6353 }
6354
6355 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6356 {
6357         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6358         struct task_struct *p;
6359         int retval;
6360
6361         get_online_cpus();
6362         read_lock(&tasklist_lock);
6363
6364         p = find_process_by_pid(pid);
6365         if (!p) {
6366                 read_unlock(&tasklist_lock);
6367                 put_online_cpus();
6368                 return -ESRCH;
6369         }
6370
6371         /*
6372          * It is not safe to call set_cpus_allowed with the
6373          * tasklist_lock held. We will bump the task_struct's
6374          * usage count and then drop tasklist_lock.
6375          */
6376         get_task_struct(p);
6377         read_unlock(&tasklist_lock);
6378
6379         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6380                 retval = -ENOMEM;
6381                 goto out_put_task;
6382         }
6383         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6384                 retval = -ENOMEM;
6385                 goto out_free_cpus_allowed;
6386         }
6387         retval = -EPERM;
6388         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
6389                 goto out_unlock;
6390
6391         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
6392         if (retval)
6393                 goto out_unlock;
6394
6395         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6396         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6397  again:
6398         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
6399
6400         if (!retval) {
6401                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6402                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6403                         /*
6404                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6405                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6406                          * cpuset's cpus_allowed
6407                          */
6408                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6409                         goto again;
6410                 }
6411         }
6412 out_unlock:
6413         free_cpumask_var(new_mask);
6414 out_free_cpus_allowed:
6415         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6416 out_put_task:
6417         put_task_struct(p);
6418         put_online_cpus();
6419         return retval;
6420 }
6421
6422 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6423                              struct cpumask *new_mask)
6424 {
6425         if (len < cpumask_size())
6426                 cpumask_clear(new_mask);
6427         else if (len > cpumask_size())
6428                 len = cpumask_size();
6429
6430         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6431 }
6432
6433 /**
6434  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
6435  * @pid: pid of the process
6436  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6437  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
6438  */
6439 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6440                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6441 {
6442         cpumask_var_t new_mask;
6443         int retval;
6444
6445         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6446                 return -ENOMEM;
6447
6448         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6449         if (retval == 0)
6450                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6451         free_cpumask_var(new_mask);
6452         return retval;
6453 }
6454
6455 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6456 {
6457         struct task_struct *p;
6458         int retval;
6459
6460         get_online_cpus();
6461         read_lock(&tasklist_lock);
6462
6463         retval = -ESRCH;
6464         p = find_process_by_pid(pid);
6465         if (!p)
6466                 goto out_unlock;
6467
6468         retval = security_task_getscheduler(p);
6469         if (retval)
6470                 goto out_unlock;
6471
6472         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6473
6474 out_unlock:
6475         read_unlock(&tasklist_lock);
6476         put_online_cpus();
6477
6478         return retval;
6479 }
6480
6481 /**
6482  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
6483  * @pid: pid of the process
6484  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6485  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
6486  */
6487 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6488                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6489 {
6490         int ret;
6491         cpumask_var_t mask;
6492
6493         if (len < cpumask_size())
6494                 return -EINVAL;
6495
6496         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6497                 return -ENOMEM;
6498
6499         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6500         if (ret == 0) {
6501                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, cpumask_size()))
6502                         ret = -EFAULT;
6503                 else
6504                         ret = cpumask_size();
6505         }
6506         free_cpumask_var(mask);
6507
6508         return ret;
6509 }
6510
6511 /**
6512  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6513  *
6514  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6515  * other threads running on this CPU then this function will return.
6516  */
6517 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6518 {
6519         struct rq *rq = this_rq_lock();
6520
6521         schedstat_inc(rq, yld_count);
6522         current->sched_class->yield_task(rq);
6523
6524         /*
6525          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6526          * no need to preempt or enable interrupts:
6527          */
6528         __release(rq->lock);
6529         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
6530         _raw_spin_unlock(&rq->lock);
6531         preempt_enable_no_resched();
6532
6533         schedule();
6534
6535         return 0;
6536 }
6537
6538 static void __cond_resched(void)
6539 {
6540 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK_SLEEP
6541         __might_sleep(__FILE__, __LINE__);
6542 #endif
6543         /*
6544          * The BKS might be reacquired before we have dropped
6545          * PREEMPT_ACTIVE, which could trigger a second
6546          * cond_resched() call.
6547          */
6548         do {
6549                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6550                 schedule();
6551                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6552         } while (need_resched());
6553 }
6554
6555 int __sched _cond_resched(void)
6556 {
6557         if (need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE) &&
6558                                         system_state == SYSTEM_RUNNING) {
6559                 __cond_resched();
6560                 return 1;
6561         }
6562         return 0;
6563 }
6564 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6565
6566 /*
6567  * cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6568  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6569  *
6570  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
6571  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6572  * spin_unlock(), once by hand).
6573  */
6574 int cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6575 {
6576         int resched = need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING;
6577         int ret = 0;
6578
6579         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6580                 spin_unlock(lock);
6581                 if (resched && need_resched())
6582                         __cond_resched();
6583                 else
6584                         cpu_relax();
6585                 ret = 1;
6586                 spin_lock(lock);
6587         }
6588         return ret;
6589 }
6590 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_lock);
6591
6592 int __sched cond_resched_softirq(void)
6593 {
6594         BUG_ON(!in_softirq());
6595
6596         if (need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING) {
6597                 local_bh_enable();
6598                 __cond_resched();
6599                 local_bh_disable();
6600                 return 1;
6601         }
6602         return 0;
6603 }
6604 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_softirq);
6605
6606 /**
6607  * yield - yield the current processor to other threads.
6608  *
6609  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6610  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6611  */
6612 void __sched yield(void)
6613 {
6614         set_current_state(TASK_RUNNING);
6615         sys_sched_yield();
6616 }
6617 EXPORT_SYMBOL(yield);
6618
6619 /*
6620  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6621  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6622  *
6623  * But don't do that if it is a deliberate, throttling IO wait (this task
6624  * has set its backing_dev_info: the queue against which it should throttle)
6625  */
6626 void __sched io_schedule(void)
6627 {
6628         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
6629
6630         delayacct_blkio_start();
6631         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6632         schedule();
6633         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6634         delayacct_blkio_end();
6635 }
6636 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6637
6638 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6639 {
6640         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
6641         long ret;
6642
6643         delayacct_blkio_start();
6644         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6645         ret = schedule_timeout(timeout);
6646         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6647         delayacct_blkio_end();
6648         return ret;
6649 }
6650
6651 /**
6652  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6653  * @policy: scheduling class.
6654  *
6655  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6656  * by a given scheduling class.
6657  */
6658 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6659 {
6660         int ret = -EINVAL;
6661
6662         switch (policy) {
6663         case SCHED_FIFO:
6664         case SCHED_RR:
6665                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6666                 break;
6667         case SCHED_NORMAL:
6668         case SCHED_BATCH:
6669         case SCHED_IDLE:
6670                 ret = 0;
6671                 break;
6672         }
6673         return ret;
6674 }
6675
6676 /**
6677  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6678  * @policy: scheduling class.
6679  *
6680  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6681  * by a given scheduling class.
6682  */
6683 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6684 {
6685         int ret = -EINVAL;
6686
6687         switch (policy) {
6688         case SCHED_FIFO:
6689         case SCHED_RR:
6690                 ret = 1;
6691                 break;
6692         case SCHED_NORMAL:
6693         case SCHED_BATCH:
6694         case SCHED_IDLE:
6695                 ret = 0;
6696         }
6697         return ret;
6698 }
6699
6700 /**
6701  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6702  * @pid: pid of the process.
6703  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6704  *
6705  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6706  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6707  */
6708 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6709                 struct timespec __user *, interval)
6710 {
6711         struct task_struct *p;
6712         unsigned int time_slice;
6713         int retval;
6714         struct timespec t;
6715
6716         if (pid < 0)
6717                 return -EINVAL;
6718
6719         retval = -ESRCH;
6720         read_lock(&tasklist_lock);
6721         p = find_process_by_pid(pid);
6722         if (!p)
6723                 goto out_unlock;
6724
6725         retval = security_task_getscheduler(p);
6726         if (retval)
6727                 goto out_unlock;
6728
6729         /*
6730          * Time slice is 0 for SCHED_FIFO tasks and for SCHED_OTHER
6731          * tasks that are on an otherwise idle runqueue:
6732          */
6733         time_slice = 0;
6734         if (p->policy == SCHED_RR) {
6735                 time_slice = DEF_TIMESLICE;
6736         } else if (p->policy != SCHED_FIFO) {
6737                 struct sched_entity *se = &p->se;
6738                 unsigned long flags;
6739                 struct rq *rq;
6740
6741                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
6742                 if (rq->cfs.load.weight)
6743                         time_slice = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
6744                 task_rq_unlock(rq, &flags);
6745         }
6746         read_unlock(&tasklist_lock);
6747         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
6748         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
6749         return retval;
6750
6751 out_unlock:
6752         read_unlock(&tasklist_lock);
6753         return retval;
6754 }
6755
6756 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
6757
6758 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6759 {
6760         unsigned long free = 0;
6761         unsigned state;
6762
6763         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6764         printk(KERN_INFO "%-13.13s %c", p->comm,
6765                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6766 #if BITS_PER_LONG == 32
6767         if (state == TASK_RUNNING)
6768                 printk(KERN_CONT " running  ");
6769         else
6770                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6771 #else
6772         if (state == TASK_RUNNING)
6773                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6774         else
6775                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
6776 #endif
6777 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6778         free = stack_not_used(p);
6779 #endif
6780         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6781                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent),
6782                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6783
6784         show_stack(p, NULL);
6785 }
6786
6787 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6788 {
6789         struct task_struct *g, *p;
6790
6791 #if BITS_PER_LONG == 32
6792         printk(KERN_INFO
6793                 "  task                PC stack   pid father\n");
6794 #else
6795         printk(KERN_INFO
6796                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6797 #endif
6798         read_lock(&tasklist_lock);
6799         do_each_thread(g, p) {
6800                 /*
6801                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6802                  * console might take alot of time:
6803                  */
6804                 touch_nmi_watchdog();
6805                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
6806                         sched_show_task(p);
6807         } while_each_thread(g, p);
6808
6809         touch_all_softlockup_watchdogs();
6810
6811 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6812         sysrq_sched_debug_show();
6813 #endif
6814         read_unlock(&tasklist_lock);
6815         /*
6816          * Only show locks if all tasks are dumped:
6817          */
6818         if (state_filter == -1)
6819                 debug_show_all_locks();
6820 }
6821
6822 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
6823 {
6824         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6825 }
6826
6827 /**
6828  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6829  * @idle: task in question
6830  * @cpu: cpu the idle task belongs to
6831  *
6832  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6833  * flag, to make booting more robust.
6834  */
6835 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6836 {
6837         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6838         unsigned long flags;
6839
6840         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6841
6842         __sched_fork(idle);
6843         idle->se.exec_start = sched_clock();
6844
6845         idle->prio = idle->normal_prio = MAX_PRIO;
6846         cpumask_copy(&idle->cpus_allowed, cpumask_of(cpu));
6847         __set_task_cpu(idle, cpu);
6848
6849         rq->curr = rq->idle = idle;
6850 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
6851         idle->oncpu = 1;
6852 #endif
6853         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6854
6855         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6856 #if defined(CONFIG_PREEMPT)
6857         task_thread_info(idle)->preempt_count = (idle->lock_depth >= 0);
6858 #else
6859         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
6860 #endif
6861         /*
6862          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6863          */
6864         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6865         ftrace_graph_init_task(idle);
6866 }
6867
6868 /*
6869  * In a system that switches off the HZ timer nohz_cpu_mask
6870  * indicates which cpus entered this state. This is used
6871  * in the rcu update to wait only for active cpus. For system
6872  * which do not switch off the HZ timer nohz_cpu_mask should
6873  * always be CPU_BITS_NONE.
6874  */
6875 cpumask_var_t nohz_cpu_mask;
6876
6877 /*
6878  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
6879  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
6880  * to users decreases. But the relationship is not linear,
6881  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
6882  * number of CPUs.
6883  *
6884  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
6885  */
6886 static inline void sched_init_granularity(void)
6887 {
6888         unsigned int factor = 1 + ilog2(num_online_cpus());
6889         const unsigned long limit = 200000000;
6890
6891         sysctl_sched_min_granularity *= factor;
6892         if (sysctl_sched_min_granularity > limit)
6893                 sysctl_sched_min_granularity = limit;
6894
6895         sysctl_sched_latency *= factor;
6896         if (sysctl_sched_latency > limit)
6897                 sysctl_sched_latency = limit;