sched: export task_nice
[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/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/kthread.h>
58 #include <linux/seq_file.h>
59 #include <linux/sysctl.h>
60 #include <linux/syscalls.h>
61 #include <linux/times.h>
62 #include <linux/tsacct_kern.h>
63 #include <linux/kprobes.h>
64 #include <linux/delayacct.h>
65 #include <linux/reciprocal_div.h>
66 #include <linux/unistd.h>
67 #include <linux/pagemap.h>
68 #include <linux/hrtimer.h>
69
70 #include <asm/tlb.h>
71 #include <asm/irq_regs.h>
72
73 /*
74  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
75  * This is default implementation.
76  * Architectures and sub-architectures can override this.
77  */
78 unsigned long long __attribute__((weak)) sched_clock(void)
79 {
80         return (unsigned long long)jiffies * (NSEC_PER_SEC / HZ);
81 }
82
83 /*
84  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
85  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
86  * and back.
87  */
88 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
89 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
90 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
91
92 /*
93  * 'User priority' is the nice value converted to something we
94  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
95  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
96  */
97 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
98 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
99 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
100
101 /*
102  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
103  */
104 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
105
106 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
107 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
108
109 /*
110  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
111  *
112  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
113  * Timeslices get refilled after they expire.
114  */
115 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
116
117 #ifdef CONFIG_SMP
118 /*
119  * Divide a load by a sched group cpu_power : (load / sg->__cpu_power)
120  * Since cpu_power is a 'constant', we can use a reciprocal divide.
121  */
122 static inline u32 sg_div_cpu_power(const struct sched_group *sg, u32 load)
123 {
124         return reciprocal_divide(load, sg->reciprocal_cpu_power);
125 }
126
127 /*
128  * Each time a sched group cpu_power is changed,
129  * we must compute its reciprocal value
130  */
131 static inline void sg_inc_cpu_power(struct sched_group *sg, u32 val)
132 {
133         sg->__cpu_power += val;
134         sg->reciprocal_cpu_power = reciprocal_value(sg->__cpu_power);
135 }
136 #endif
137
138 static inline int rt_policy(int policy)
139 {
140         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO) || unlikely(policy == SCHED_RR))
141                 return 1;
142         return 0;
143 }
144
145 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
146 {
147         return rt_policy(p->policy);
148 }
149
150 /*
151  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
152  */
153 struct rt_prio_array {
154         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
155         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
156 };
157
158 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
159
160 #include <linux/cgroup.h>
161
162 struct cfs_rq;
163
164 static LIST_HEAD(task_groups);
165
166 /* task group related information */
167 struct task_group {
168 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
169         struct cgroup_subsys_state css;
170 #endif
171
172 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
173         /* schedulable entities of this group on each cpu */
174         struct sched_entity **se;
175         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
176         struct cfs_rq **cfs_rq;
177         unsigned long shares;
178 #endif
179
180 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
181         struct sched_rt_entity **rt_se;
182         struct rt_rq **rt_rq;
183
184         u64 rt_runtime;
185 #endif
186
187         struct rcu_head rcu;
188         struct list_head list;
189 };
190
191 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
192 /* Default task group's sched entity on each cpu */
193 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
194 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
195 static DEFINE_PER_CPU(struct cfs_rq, init_cfs_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
196
197 static struct sched_entity *init_sched_entity_p[NR_CPUS];
198 static struct cfs_rq *init_cfs_rq_p[NR_CPUS];
199 #endif
200
201 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
202 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
203 static DEFINE_PER_CPU(struct rt_rq, init_rt_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
204
205 static struct sched_rt_entity *init_sched_rt_entity_p[NR_CPUS];
206 static struct rt_rq *init_rt_rq_p[NR_CPUS];
207 #endif
208
209 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
210  * a task group's cpu shares.
211  */
212 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
213
214 /* doms_cur_mutex serializes access to doms_cur[] array */
215 static DEFINE_MUTEX(doms_cur_mutex);
216
217 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
218 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
219 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
220 #else
221 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
222 #endif
223
224 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
225 #endif
226
227 /* Default task group.
228  *      Every task in system belong to this group at bootup.
229  */
230 struct task_group init_task_group = {
231 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
232         .se     = init_sched_entity_p,
233         .cfs_rq = init_cfs_rq_p,
234 #endif
235
236 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
237         .rt_se  = init_sched_rt_entity_p,
238         .rt_rq  = init_rt_rq_p,
239 #endif
240 };
241
242 /* return group to which a task belongs */
243 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
244 {
245         struct task_group *tg;
246
247 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
248         tg = p->user->tg;
249 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
250         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
251                                 struct task_group, css);
252 #else
253         tg = &init_task_group;
254 #endif
255         return tg;
256 }
257
258 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
259 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
260 {
261 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
262         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
263         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
264 #endif
265
266 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
267         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
268         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
269 #endif
270 }
271
272 static inline void lock_doms_cur(void)
273 {
274         mutex_lock(&doms_cur_mutex);
275 }
276
277 static inline void unlock_doms_cur(void)
278 {
279         mutex_unlock(&doms_cur_mutex);
280 }
281
282 #else
283
284 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
285 static inline void lock_doms_cur(void) { }
286 static inline void unlock_doms_cur(void) { }
287
288 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
289
290 /* CFS-related fields in a runqueue */
291 struct cfs_rq {
292         struct load_weight load;
293         unsigned long nr_running;
294
295         u64 exec_clock;
296         u64 min_vruntime;
297
298         struct rb_root tasks_timeline;
299         struct rb_node *rb_leftmost;
300         struct rb_node *rb_load_balance_curr;
301         /* 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
302          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
303          */
304         struct sched_entity *curr;
305
306         unsigned long nr_spread_over;
307
308 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
309         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
310
311         /*
312          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
313          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
314          * (like users, containers etc.)
315          *
316          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
317          * list is used during load balance.
318          */
319         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
320         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
321 #endif
322 };
323
324 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
325 struct rt_rq {
326         struct rt_prio_array active;
327         unsigned long rt_nr_running;
328 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
329         int highest_prio; /* highest queued rt task prio */
330 #endif
331 #ifdef CONFIG_SMP
332         unsigned long rt_nr_migratory;
333         int overloaded;
334 #endif
335         int rt_throttled;
336         u64 rt_time;
337
338 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
339         unsigned long rt_nr_boosted;
340
341         struct rq *rq;
342         struct list_head leaf_rt_rq_list;
343         struct task_group *tg;
344         struct sched_rt_entity *rt_se;
345 #endif
346 };
347
348 #ifdef CONFIG_SMP
349
350 /*
351  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
352  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
353  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
354  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
355  * object.
356  *
357  */
358 struct root_domain {
359         atomic_t refcount;
360         cpumask_t span;
361         cpumask_t online;
362
363         /*
364          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
365          * one runnable RT task.
366          */
367         cpumask_t rto_mask;
368         atomic_t rto_count;
369 };
370
371 /*
372  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
373  * members (mimicking the global state we have today).
374  */
375 static struct root_domain def_root_domain;
376
377 #endif
378
379 /*
380  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
381  *
382  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
383  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
384  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
385  */
386 struct rq {
387         /* runqueue lock: */
388         spinlock_t lock;
389
390         /*
391          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
392          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
393          */
394         unsigned long nr_running;
395         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
396         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
397         unsigned char idle_at_tick;
398 #ifdef CONFIG_NO_HZ
399         unsigned char in_nohz_recently;
400 #endif
401         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
402         struct load_weight load;
403         unsigned long nr_load_updates;
404         u64 nr_switches;
405
406         struct cfs_rq cfs;
407         struct rt_rq rt;
408         u64 rt_period_expire;
409         int rt_throttled;
410
411 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
412         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
413         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
414 #endif
415 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
416         struct list_head leaf_rt_rq_list;
417 #endif
418
419         /*
420          * This is part of a global counter where only the total sum
421          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
422          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
423          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
424          */
425         unsigned long nr_uninterruptible;
426
427         struct task_struct *curr, *idle;
428         unsigned long next_balance;
429         struct mm_struct *prev_mm;
430
431         u64 clock, prev_clock_raw;
432         s64 clock_max_delta;
433
434         unsigned int clock_warps, clock_overflows, clock_underflows;
435         u64 idle_clock;
436         unsigned int clock_deep_idle_events;
437         u64 tick_timestamp;
438
439         atomic_t nr_iowait;
440
441 #ifdef CONFIG_SMP
442         struct root_domain *rd;
443         struct sched_domain *sd;
444
445         /* For active balancing */
446         int active_balance;
447         int push_cpu;
448         /* cpu of this runqueue: */
449         int cpu;
450
451         struct task_struct *migration_thread;
452         struct list_head migration_queue;
453 #endif
454
455 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
456         unsigned long hrtick_flags;
457         ktime_t hrtick_expire;
458         struct hrtimer hrtick_timer;
459 #endif
460
461 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
462         /* latency stats */
463         struct sched_info rq_sched_info;
464
465         /* sys_sched_yield() stats */
466         unsigned int yld_exp_empty;
467         unsigned int yld_act_empty;
468         unsigned int yld_both_empty;
469         unsigned int yld_count;
470
471         /* schedule() stats */
472         unsigned int sched_switch;
473         unsigned int sched_count;
474         unsigned int sched_goidle;
475
476         /* try_to_wake_up() stats */
477         unsigned int ttwu_count;
478         unsigned int ttwu_local;
479
480         /* BKL stats */
481         unsigned int bkl_count;
482 #endif
483         struct lock_class_key rq_lock_key;
484 };
485
486 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
487
488 static inline void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p)
489 {
490         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p);
491 }
492
493 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
494 {
495 #ifdef CONFIG_SMP
496         return rq->cpu;
497 #else
498         return 0;
499 #endif
500 }
501
502 /*
503  * Update the per-runqueue clock, as finegrained as the platform can give
504  * us, but without assuming monotonicity, etc.:
505  */
506 static void __update_rq_clock(struct rq *rq)
507 {
508         u64 prev_raw = rq->prev_clock_raw;
509         u64 now = sched_clock();
510         s64 delta = now - prev_raw;
511         u64 clock = rq->clock;
512
513 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
514         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
515 #endif
516         /*
517          * Protect against sched_clock() occasionally going backwards:
518          */
519         if (unlikely(delta < 0)) {
520                 clock++;
521                 rq->clock_warps++;
522         } else {
523                 /*
524                  * Catch too large forward jumps too:
525                  */
526                 if (unlikely(clock + delta > rq->tick_timestamp + TICK_NSEC)) {
527                         if (clock < rq->tick_timestamp + TICK_NSEC)
528                                 clock = rq->tick_timestamp + TICK_NSEC;
529                         else
530                                 clock++;
531                         rq->clock_overflows++;
532                 } else {
533                         if (unlikely(delta > rq->clock_max_delta))
534                                 rq->clock_max_delta = delta;
535                         clock += delta;
536                 }
537         }
538
539         rq->prev_clock_raw = now;
540         rq->clock = clock;
541 }
542
543 static void update_rq_clock(struct rq *rq)
544 {
545         if (likely(smp_processor_id() == cpu_of(rq)))
546                 __update_rq_clock(rq);
547 }
548
549 /*
550  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
551  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
552  *
553  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
554  * preempt-disabled sections.
555  */
556 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
557         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
558
559 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
560 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
561 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
562 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
563
564 unsigned long rt_needs_cpu(int cpu)
565 {
566         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
567         u64 delta;
568
569         if (!rq->rt_throttled)
570                 return 0;
571
572         if (rq->clock > rq->rt_period_expire)
573                 return 1;
574
575         delta = rq->rt_period_expire - rq->clock;
576         do_div(delta, NSEC_PER_SEC / HZ);
577
578         return (unsigned long)delta;
579 }
580
581 /*
582  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
583  */
584 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
585 # define const_debug __read_mostly
586 #else
587 # define const_debug static const
588 #endif
589
590 /*
591  * Debugging: various feature bits
592  */
593 enum {
594         SCHED_FEAT_NEW_FAIR_SLEEPERS    = 1,
595         SCHED_FEAT_WAKEUP_PREEMPT       = 2,
596         SCHED_FEAT_START_DEBIT          = 4,
597         SCHED_FEAT_TREE_AVG             = 8,
598         SCHED_FEAT_APPROX_AVG           = 16,
599         SCHED_FEAT_HRTICK               = 32,
600         SCHED_FEAT_DOUBLE_TICK          = 64,
601 };
602
603 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
604                 SCHED_FEAT_NEW_FAIR_SLEEPERS    * 1 |
605                 SCHED_FEAT_WAKEUP_PREEMPT       * 1 |
606                 SCHED_FEAT_START_DEBIT          * 1 |
607                 SCHED_FEAT_TREE_AVG             * 0 |
608                 SCHED_FEAT_APPROX_AVG           * 0 |
609                 SCHED_FEAT_HRTICK               * 1 |
610                 SCHED_FEAT_DOUBLE_TICK          * 0;
611
612 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_##x)
613
614 /*
615  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
616  * Limited because this is done with IRQs disabled.
617  */
618 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
619
620 /*
621  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
622  * default: 1s
623  */
624 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
625
626 static __read_mostly int scheduler_running;
627
628 /*
629  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
630  * default: 0.95s
631  */
632 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
633
634 /*
635  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
636  */
637 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
638
639 /*
640  * For kernel-internal use: high-speed (but slightly incorrect) per-cpu
641  * clock constructed from sched_clock():
642  */
643 unsigned long long cpu_clock(int cpu)
644 {
645         unsigned long long now;
646         unsigned long flags;
647         struct rq *rq;
648
649         /*
650          * Only call sched_clock() if the scheduler has already been
651          * initialized (some code might call cpu_clock() very early):
652          */
653         if (unlikely(!scheduler_running))
654                 return 0;
655
656         local_irq_save(flags);
657         rq = cpu_rq(cpu);
658         update_rq_clock(rq);
659         now = rq->clock;
660         local_irq_restore(flags);
661
662         return now;
663 }
664 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_clock);
665
666 #ifndef prepare_arch_switch
667 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
668 #endif
669 #ifndef finish_arch_switch
670 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
671 #endif
672
673 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
674 {
675         return rq->curr == p;
676 }
677
678 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
679 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
680 {
681         return task_current(rq, p);
682 }
683
684 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
685 {
686 }
687
688 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
689 {
690 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
691         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
692         rq->lock.owner = current;
693 #endif
694         /*
695          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
696          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
697          * prev into current:
698          */
699         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
700
701         spin_unlock_irq(&rq->lock);
702 }
703
704 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
705 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
706 {
707 #ifdef CONFIG_SMP
708         return p->oncpu;
709 #else
710         return task_current(rq, p);
711 #endif
712 }
713
714 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
715 {
716 #ifdef CONFIG_SMP
717         /*
718          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
719          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
720          * here.
721          */
722         next->oncpu = 1;
723 #endif
724 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
725         spin_unlock_irq(&rq->lock);
726 #else
727         spin_unlock(&rq->lock);
728 #endif
729 }
730
731 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
732 {
733 #ifdef CONFIG_SMP
734         /*
735          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
736          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
737          * finished.
738          */
739         smp_wmb();
740         prev->oncpu = 0;
741 #endif
742 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
743         local_irq_enable();
744 #endif
745 }
746 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
747
748 /*
749  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
750  * Must be called interrupts disabled.
751  */
752 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
753         __acquires(rq->lock)
754 {
755         for (;;) {
756                 struct rq *rq = task_rq(p);
757                 spin_lock(&rq->lock);
758                 if (likely(rq == task_rq(p)))
759                         return rq;
760                 spin_unlock(&rq->lock);
761         }
762 }
763
764 /*
765  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
766  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
767  * explicitly disabling preemption.
768  */
769 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
770         __acquires(rq->lock)
771 {
772         struct rq *rq;
773
774         for (;;) {
775                 local_irq_save(*flags);
776                 rq = task_rq(p);
777                 spin_lock(&rq->lock);
778                 if (likely(rq == task_rq(p)))
779                         return rq;
780                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
781         }
782 }
783
784 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
785         __releases(rq->lock)
786 {
787         spin_unlock(&rq->lock);
788 }
789
790 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
791         __releases(rq->lock)
792 {
793         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
794 }
795
796 /*
797  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
798  */
799 static struct rq *this_rq_lock(void)
800         __acquires(rq->lock)
801 {
802         struct rq *rq;
803
804         local_irq_disable();
805         rq = this_rq();
806         spin_lock(&rq->lock);
807
808         return rq;
809 }
810
811 /*
812  * We are going deep-idle (irqs are disabled):
813  */
814 void sched_clock_idle_sleep_event(void)
815 {
816         struct rq *rq = cpu_rq(smp_processor_id());
817
818         spin_lock(&rq->lock);
819         __update_rq_clock(rq);
820         spin_unlock(&rq->lock);
821         rq->clock_deep_idle_events++;
822 }
823 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_clock_idle_sleep_event);
824
825 /*
826  * We just idled delta nanoseconds (called with irqs disabled):
827  */
828 void sched_clock_idle_wakeup_event(u64 delta_ns)
829 {
830         struct rq *rq = cpu_rq(smp_processor_id());
831         u64 now = sched_clock();
832
833         rq->idle_clock += delta_ns;
834         /*
835          * Override the previous timestamp and ignore all
836          * sched_clock() deltas that occured while we idled,
837          * and use the PM-provided delta_ns to advance the
838          * rq clock:
839          */
840         spin_lock(&rq->lock);
841         rq->prev_clock_raw = now;
842         rq->clock += delta_ns;
843         spin_unlock(&rq->lock);
844         touch_softlockup_watchdog();
845 }
846 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_clock_idle_wakeup_event);
847
848 static void __resched_task(struct task_struct *p, int tif_bit);
849
850 static inline void resched_task(struct task_struct *p)
851 {
852         __resched_task(p, TIF_NEED_RESCHED);
853 }
854
855 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
856 /*
857  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
858  *
859  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
860  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
861  * reschedule event.
862  *
863  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
864  * rq->lock.
865  */
866 static inline void resched_hrt(struct task_struct *p)
867 {
868         __resched_task(p, TIF_HRTICK_RESCHED);
869 }
870
871 static inline void resched_rq(struct rq *rq)
872 {
873         unsigned long flags;
874
875         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
876         resched_task(rq->curr);
877         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
878 }
879
880 enum {
881         HRTICK_SET,             /* re-programm hrtick_timer */
882         HRTICK_RESET,           /* not a new slice */
883 };
884
885 /*
886  * Use hrtick when:
887  *  - enabled by features
888  *  - hrtimer is actually high res
889  */
890 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
891 {
892         if (!sched_feat(HRTICK))
893                 return 0;
894         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
895 }
896
897 /*
898  * Called to set the hrtick timer state.
899  *
900  * called with rq->lock held and irqs disabled
901  */
902 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay, int reset)
903 {
904         assert_spin_locked(&rq->lock);
905
906         /*
907          * preempt at: now + delay
908          */
909         rq->hrtick_expire =
910                 ktime_add_ns(rq->hrtick_timer.base->get_time(), delay);
911         /*
912          * indicate we need to program the timer
913          */
914         __set_bit(HRTICK_SET, &rq->hrtick_flags);
915         if (reset)
916                 __set_bit(HRTICK_RESET, &rq->hrtick_flags);
917
918         /*
919          * New slices are called from the schedule path and don't need a
920          * forced reschedule.
921          */
922         if (reset)
923                 resched_hrt(rq->curr);
924 }
925
926 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
927 {
928         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
929                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
930 }
931
932 /*
933  * Update the timer from the possible pending state.
934  */
935 static void hrtick_set(struct rq *rq)
936 {
937         ktime_t time;
938         int set, reset;
939         unsigned long flags;
940
941         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
942
943         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
944         set = __test_and_clear_bit(HRTICK_SET, &rq->hrtick_flags);
945         reset = __test_and_clear_bit(HRTICK_RESET, &rq->hrtick_flags);
946         time = rq->hrtick_expire;
947         clear_thread_flag(TIF_HRTICK_RESCHED);
948         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
949
950         if (set) {
951                 hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, time, HRTIMER_MODE_ABS);
952                 if (reset && !hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
953                         resched_rq(rq);
954         } else
955                 hrtick_clear(rq);
956 }
957
958 /*
959  * High-resolution timer tick.
960  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
961  */
962 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
963 {
964         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
965
966         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
967
968         spin_lock(&rq->lock);
969         __update_rq_clock(rq);
970         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
971         spin_unlock(&rq->lock);
972
973         return HRTIMER_NORESTART;
974 }
975
976 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
977 {
978         rq->hrtick_flags = 0;
979         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
980         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
981         rq->hrtick_timer.cb_mode = HRTIMER_CB_IRQSAFE_NO_SOFTIRQ;
982 }
983
984 void hrtick_resched(void)
985 {
986         struct rq *rq;
987         unsigned long flags;
988
989         if (!test_thread_flag(TIF_HRTICK_RESCHED))
990                 return;
991
992         local_irq_save(flags);
993         rq = cpu_rq(smp_processor_id());
994         hrtick_set(rq);
995         local_irq_restore(flags);
996 }
997 #else
998 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
999 {
1000 }
1001
1002 static inline void hrtick_set(struct rq *rq)
1003 {
1004 }
1005
1006 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1007 {
1008 }
1009
1010 void hrtick_resched(void)
1011 {
1012 }
1013 #endif
1014
1015 /*
1016  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1017  *
1018  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1019  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1020  * the target CPU.
1021  */
1022 #ifdef CONFIG_SMP
1023
1024 #ifndef tsk_is_polling
1025 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1026 #endif
1027
1028 static void __resched_task(struct task_struct *p, int tif_bit)
1029 {
1030         int cpu;
1031
1032         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1033
1034         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(p, tif_bit)))
1035                 return;
1036
1037         set_tsk_thread_flag(p, tif_bit);
1038
1039         cpu = task_cpu(p);
1040         if (cpu == smp_processor_id())
1041                 return;
1042
1043         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1044         smp_mb();
1045         if (!tsk_is_polling(p))
1046                 smp_send_reschedule(cpu);
1047 }
1048
1049 static void resched_cpu(int cpu)
1050 {
1051         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1052         unsigned long flags;
1053
1054         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1055                 return;
1056         resched_task(cpu_curr(cpu));
1057         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1058 }
1059 #else
1060 static void __resched_task(struct task_struct *p, int tif_bit)
1061 {
1062         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1063         set_tsk_thread_flag(p, tif_bit);
1064 }
1065 #endif
1066
1067 #if BITS_PER_LONG == 32
1068 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1069 #else
1070 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1071 #endif
1072
1073 #define WMULT_SHIFT     32
1074
1075 /*
1076  * Shift right and round:
1077  */
1078 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1079
1080 static unsigned long
1081 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1082                 struct load_weight *lw)
1083 {
1084         u64 tmp;
1085
1086         if (unlikely(!lw->inv_weight))
1087                 lw->inv_weight = (WMULT_CONST - lw->weight/2) / lw->weight + 1;
1088
1089         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1090         /*
1091          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1092          */
1093         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1094                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1095                         WMULT_SHIFT/2);
1096         else
1097                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1098
1099         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1100 }
1101
1102 static inline unsigned long
1103 calc_delta_fair(unsigned long delta_exec, struct load_weight *lw)
1104 {
1105         return calc_delta_mine(delta_exec, NICE_0_LOAD, lw);
1106 }
1107
1108 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1109 {
1110         lw->weight += inc;
1111 }
1112
1113 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1114 {
1115         lw->weight -= dec;
1116 }
1117
1118 /*
1119  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1120  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1121  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1122  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1123  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1124  * slice expiry etc.
1125  */
1126
1127 #define WEIGHT_IDLEPRIO         2
1128 #define WMULT_IDLEPRIO          (1 << 31)
1129
1130 /*
1131  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1132  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1133  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1134  * that remained on nice 0.
1135  *
1136  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1137  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1138  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1139  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1140  * the relative distance between them is ~25%.)
1141  */
1142 static const int prio_to_weight[40] = {
1143  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1144  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1145  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1146  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1147  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1148  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1149  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1150  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1151 };
1152
1153 /*
1154  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1155  *
1156  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1157  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1158  * into multiplications:
1159  */
1160 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1161  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1162  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1163  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1164  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1165  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1166  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1167  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1168  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1169 };
1170
1171 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1172
1173 /*
1174  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1175  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1176  * structures to the load-balancing proper:
1177  */
1178 struct rq_iterator {
1179         void *arg;
1180         struct task_struct *(*start)(void *);
1181         struct task_struct *(*next)(void *);
1182 };
1183
1184 #ifdef CONFIG_SMP
1185 static unsigned long
1186 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1187               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1188               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1189               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1190
1191 static int
1192 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1193                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1194                    struct rq_iterator *iterator);
1195 #endif
1196
1197 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1198 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1199 #else
1200 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1201 #endif
1202
1203 #ifdef CONFIG_SMP
1204 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1205 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1206 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu);
1207 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1208 #endif /* CONFIG_SMP */
1209
1210 #include "sched_stats.h"
1211 #include "sched_idletask.c"
1212 #include "sched_fair.c"
1213 #include "sched_rt.c"
1214 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1215 # include "sched_debug.c"
1216 #endif
1217
1218 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1219
1220 static inline void inc_load(struct rq *rq, const struct task_struct *p)
1221 {
1222         update_load_add(&rq->load, p->se.load.weight);
1223 }
1224
1225 static inline void dec_load(struct rq *rq, const struct task_struct *p)
1226 {
1227         update_load_sub(&rq->load, p->se.load.weight);
1228 }
1229
1230 static void inc_nr_running(struct task_struct *p, struct rq *rq)
1231 {
1232         rq->nr_running++;
1233         inc_load(rq, p);
1234 }
1235
1236 static void dec_nr_running(struct task_struct *p, struct rq *rq)
1237 {
1238         rq->nr_running--;
1239         dec_load(rq, p);
1240 }
1241
1242 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1243 {
1244         if (task_has_rt_policy(p)) {
1245                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1246                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1247                 return;
1248         }
1249
1250         /*
1251          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1252          */
1253         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1254                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1255                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1256                 return;
1257         }
1258
1259         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1260         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1261 }
1262
1263 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1264 {
1265         sched_info_queued(p);
1266         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1267         p->se.on_rq = 1;
1268 }
1269
1270 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1271 {
1272         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1273         p->se.on_rq = 0;
1274 }
1275
1276 /*
1277  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1278  */
1279 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1280 {
1281         return p->static_prio;
1282 }
1283
1284 /*
1285  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1286  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1287  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1288  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1289  * estimator recalculates.
1290  */
1291 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1292 {
1293         int prio;
1294
1295         if (task_has_rt_policy(p))
1296                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1297         else
1298                 prio = __normal_prio(p);
1299         return prio;
1300 }
1301
1302 /*
1303  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1304  * taken into account by the scheduler. This value might
1305  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1306  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1307  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1308  */
1309 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1310 {
1311         p->normal_prio = normal_prio(p);
1312         /*
1313          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1314          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1315          * to the normal priority:
1316          */
1317         if (!rt_prio(p->prio))
1318                 return p->normal_prio;
1319         return p->prio;
1320 }
1321
1322 /*
1323  * activate_task - move a task to the runqueue.
1324  */
1325 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1326 {
1327         if (task_contributes_to_load(p))
1328                 rq->nr_uninterruptible--;
1329
1330         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1331         inc_nr_running(p, rq);
1332 }
1333
1334 /*
1335  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1336  */
1337 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1338 {
1339         if (task_contributes_to_load(p))
1340                 rq->nr_uninterruptible++;
1341
1342         dequeue_task(rq, p, sleep);
1343         dec_nr_running(p, rq);
1344 }
1345
1346 /**
1347  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1348  * @p: the task in question.
1349  */
1350 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1351 {
1352         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1353 }
1354
1355 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1356 unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1357 {
1358         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1359 }
1360
1361 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1362 {
1363         set_task_rq(p, cpu);
1364 #ifdef CONFIG_SMP
1365         /*
1366          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1367          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1368          * per-task data have been completed by this moment.
1369          */
1370         smp_wmb();
1371         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1372 #endif
1373 }
1374
1375 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1376                                        const struct sched_class *prev_class,
1377                                        int oldprio, int running)
1378 {
1379         if (prev_class != p->sched_class) {
1380                 if (prev_class->switched_from)
1381                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1382                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1383         } else
1384                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1385 }
1386
1387 #ifdef CONFIG_SMP
1388
1389 /*
1390  * Is this task likely cache-hot:
1391  */
1392 static int
1393 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
1394 {
1395         s64 delta;
1396
1397         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
1398                 return 0;
1399
1400         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
1401                 return 1;
1402         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
1403                 return 0;
1404
1405         delta = now - p->se.exec_start;
1406
1407         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
1408 }
1409
1410
1411 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1412 {
1413         int old_cpu = task_cpu(p);
1414         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
1415         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
1416                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
1417         u64 clock_offset;
1418
1419         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
1420
1421 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1422         if (p->se.wait_start)
1423                 p->se.wait_start -= clock_offset;
1424         if (p->se.sleep_start)
1425                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
1426         if (p->se.block_start)
1427                 p->se.block_start -= clock_offset;
1428         if (old_cpu != new_cpu) {
1429                 schedstat_inc(p, se.nr_migrations);
1430                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
1431                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
1432         }
1433 #endif
1434         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
1435                                          new_cfsrq->min_vruntime;
1436
1437         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1438 }
1439
1440 struct migration_req {
1441         struct list_head list;
1442
1443         struct task_struct *task;
1444         int dest_cpu;
1445
1446         struct completion done;
1447 };
1448
1449 /*
1450  * The task's runqueue lock must be held.
1451  * Returns true if you have to wait for migration thread.
1452  */
1453 static int
1454 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
1455 {
1456         struct rq *rq = task_rq(p);
1457
1458         /*
1459          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
1460          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
1461          */
1462         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
1463                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
1464                 return 0;
1465         }
1466
1467         init_completion(&req->done);
1468         req->task = p;
1469         req->dest_cpu = dest_cpu;
1470         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
1471
1472         return 1;
1473 }
1474
1475 /*
1476  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1477  *
1478  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1479  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1480  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1481  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1482  * waiting to become inactive.
1483  */
1484 void wait_task_inactive(struct task_struct *p)
1485 {
1486         unsigned long flags;
1487         int running, on_rq;
1488         struct rq *rq;
1489
1490         for (;;) {
1491                 /*
1492                  * We do the initial early heuristics without holding
1493                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1494                  * the runqueue lock when things look like they will
1495                  * work out!
1496                  */
1497                 rq = task_rq(p);
1498
1499                 /*
1500                  * If the task is actively running on another CPU
1501                  * still, just relax and busy-wait without holding
1502                  * any locks.
1503                  *
1504                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1505                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1506                  * But we don't care, since "task_running()" will
1507                  * return false if the runqueue has changed and p
1508                  * is actually now running somewhere else!
1509                  */
1510                 while (task_running(rq, p))
1511                         cpu_relax();
1512
1513                 /*
1514                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1515                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1516                  * just go back and repeat.
1517                  */
1518                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1519                 running = task_running(rq, p);
1520                 on_rq = p->se.on_rq;
1521                 task_rq_unlock(rq, &flags);
1522
1523                 /*
1524                  * Was it really running after all now that we
1525                  * checked with the proper locks actually held?
1526                  *
1527                  * Oops. Go back and try again..
1528                  */
1529                 if (unlikely(running)) {
1530                         cpu_relax();
1531                         continue;
1532                 }
1533
1534                 /*
1535                  * It's not enough that it's not actively running,
1536                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1537                  * preempted!
1538                  *
1539                  * So if it wa still runnable (but just not actively
1540                  * running right now), it's preempted, and we should
1541                  * yield - it could be a while.
1542                  */
1543                 if (unlikely(on_rq)) {
1544                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1545                         continue;
1546                 }
1547
1548                 /*
1549                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1550                  * runnable, which means that it will never become
1551                  * running in the future either. We're all done!
1552                  */
1553                 break;
1554         }
1555 }
1556
1557 /***
1558  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1559  * @p: the to-be-kicked thread
1560  *
1561  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1562  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1563  *
1564  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
1565  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1566  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1567  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1568  * achieved as well.
1569  */
1570 void kick_process(struct task_struct *p)
1571 {
1572         int cpu;
1573
1574         preempt_disable();
1575         cpu = task_cpu(p);
1576         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1577                 smp_send_reschedule(cpu);
1578         preempt_enable();
1579 }
1580
1581 /*
1582  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
1583  * according to the scheduling class and "nice" value.
1584  *
1585  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
1586  * balance conservatively.
1587  */
1588 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
1589 {
1590         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1591         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1592
1593         if (type == 0)
1594                 return total;
1595
1596         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
1597 }
1598
1599 /*
1600  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
1601  * according to the scheduling class and "nice" value.
1602  */
1603 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
1604 {
1605         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1606         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1607
1608         if (type == 0)
1609                 return total;
1610
1611         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
1612 }
1613
1614 /*
1615  * Return the average load per task on the cpu's run queue
1616  */
1617 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1618 {
1619         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1620         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1621         unsigned long n = rq->nr_running;
1622
1623         return n ? total / n : SCHED_LOAD_SCALE;
1624 }
1625
1626 /*
1627  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
1628  * domain.
1629  */
1630 static struct sched_group *
1631 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
1632 {
1633         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
1634         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
1635         int load_idx = sd->forkexec_idx;
1636         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
1637
1638         do {
1639                 unsigned long load, avg_load;
1640                 int local_group;
1641                 int i;
1642
1643                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
1644                 if (!cpus_intersects(group->cpumask, p->cpus_allowed))
1645                         continue;
1646
1647                 local_group = cpu_isset(this_cpu, group->cpumask);
1648
1649                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
1650                 avg_load = 0;
1651
1652                 for_each_cpu_mask(i, group->cpumask) {
1653                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
1654                         if (local_group)
1655                                 load = source_load(i, load_idx);
1656                         else
1657                                 load = target_load(i, load_idx);
1658
1659                         avg_load += load;
1660                 }
1661
1662                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
1663                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
1664                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
1665
1666                 if (local_group) {
1667                         this_load = avg_load;
1668                         this = group;
1669                 } else if (avg_load < min_load) {
1670                         min_load = avg_load;
1671                         idlest = group;
1672                 }
1673         } while (group = group->next, group != sd->groups);
1674
1675         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
1676                 return NULL;
1677         return idlest;
1678 }
1679
1680 /*
1681  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
1682  */
1683 static int
1684 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
1685 {
1686         cpumask_t tmp;
1687         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
1688         int idlest = -1;
1689         int i;
1690
1691         /* Traverse only the allowed CPUs */
1692         cpus_and(tmp, group->cpumask, p->cpus_allowed);
1693
1694         for_each_cpu_mask(i, tmp) {
1695                 load = weighted_cpuload(i);
1696
1697                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
1698                         min_load = load;
1699                         idlest = i;
1700                 }
1701         }
1702
1703         return idlest;
1704 }
1705
1706 /*
1707  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
1708  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
1709  * SD_BALANCE_EXEC.
1710  *
1711  * Balance, ie. select the least loaded group.
1712  *
1713  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
1714  *
1715  * preempt must be disabled.
1716  */
1717 static int sched_balance_self(int cpu, int flag)
1718 {
1719         struct task_struct *t = current;
1720         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
1721
1722         for_each_domain(cpu, tmp) {
1723                 /*
1724                  * If power savings logic is enabled for a domain, stop there.
1725                  */
1726                 if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
1727                         break;
1728                 if (tmp->flags & flag)
1729                         sd = tmp;
1730         }
1731
1732         while (sd) {
1733                 cpumask_t span;
1734                 struct sched_group *group;
1735                 int new_cpu, weight;
1736
1737                 if (!(sd->flags & flag)) {
1738                         sd = sd->child;
1739                         continue;
1740                 }
1741
1742                 span = sd->span;
1743                 group = find_idlest_group(sd, t, cpu);
1744                 if (!group) {
1745                         sd = sd->child;
1746                         continue;
1747                 }
1748
1749                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, t, cpu);
1750                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
1751                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
1752                         sd = sd->child;
1753                         continue;
1754                 }
1755
1756                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
1757                 cpu = new_cpu;
1758                 sd = NULL;
1759                 weight = cpus_weight(span);
1760                 for_each_domain(cpu, tmp) {
1761                         if (weight <= cpus_weight(tmp->span))
1762                                 break;
1763                         if (tmp->flags & flag)
1764                                 sd = tmp;
1765                 }
1766                 /* while loop will break here if sd == NULL */
1767         }
1768
1769         return cpu;
1770 }
1771
1772 #endif /* CONFIG_SMP */
1773
1774 /***
1775  * try_to_wake_up - wake up a thread
1776  * @p: the to-be-woken-up thread
1777  * @state: the mask of task states that can be woken
1778  * @sync: do a synchronous wakeup?
1779  *
1780  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1781  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1782  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1783  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1784  * runnable without the overhead of this.
1785  *
1786  * returns failure only if the task is already active.
1787  */
1788 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int sync)
1789 {
1790         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
1791         unsigned long flags;
1792         long old_state;
1793         struct rq *rq;
1794
1795         smp_wmb();
1796         rq = task_rq_lock(p, &flags);
1797         old_state = p->state;
1798         if (!(old_state & state))
1799                 goto out;
1800
1801         if (p->se.on_rq)
1802                 goto out_running;
1803
1804         cpu = task_cpu(p);
1805         orig_cpu = cpu;
1806         this_cpu = smp_processor_id();
1807
1808 #ifdef CONFIG_SMP
1809         if (unlikely(task_running(rq, p)))
1810                 goto out_activate;
1811
1812         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sync);
1813         if (cpu != orig_cpu) {
1814                 set_task_cpu(p, cpu);
1815                 task_rq_unlock(rq, &flags);
1816                 /* might preempt at this point */
1817                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1818                 old_state = p->state;
1819                 if (!(old_state & state))
1820                         goto out;
1821                 if (p->se.on_rq)
1822                         goto out_running;
1823
1824                 this_cpu = smp_processor_id();
1825                 cpu = task_cpu(p);
1826         }
1827
1828 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1829         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1830         if (cpu == this_cpu)
1831                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1832         else {
1833                 struct sched_domain *sd;
1834                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1835                         if (cpu_isset(cpu, sd->span)) {
1836                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1837                                 break;
1838                         }
1839                 }
1840         }
1841 #endif
1842
1843 out_activate:
1844 #endif /* CONFIG_SMP */
1845         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
1846         if (sync)
1847                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
1848         if (orig_cpu != cpu)
1849                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
1850         if (cpu == this_cpu)
1851                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
1852         else
1853                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
1854         update_rq_clock(rq);
1855         activate_task(rq, p, 1);
1856         check_preempt_curr(rq, p);
1857         success = 1;
1858
1859 out_running:
1860         p->state = TASK_RUNNING;
1861 #ifdef CONFIG_SMP
1862         if (p->sched_class->task_wake_up)
1863                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
1864 #endif
1865 out:
1866         task_rq_unlock(rq, &flags);
1867
1868         return success;
1869 }
1870
1871 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1872 {
1873         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
1874 }
1875 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1876
1877 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1878 {
1879         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1880 }
1881
1882 /*
1883  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1884  * p is forked by current.
1885  *
1886  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1887  */
1888 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1889 {
1890         p->se.exec_start                = 0;
1891         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1892         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1893
1894 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1895         p->se.wait_start                = 0;
1896         p->se.sum_sleep_runtime         = 0;
1897         p->se.sleep_start               = 0;
1898         p->se.block_start               = 0;
1899         p->se.sleep_max                 = 0;
1900         p->se.block_max                 = 0;
1901         p->se.exec_max                  = 0;
1902         p->se.slice_max                 = 0;
1903         p->se.wait_max                  = 0;
1904 #endif
1905
1906         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1907         p->se.on_rq = 0;
1908
1909 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1910         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1911 #endif
1912
1913         /*
1914          * We mark the process as running here, but have not actually
1915          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
1916          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1917          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1918          */
1919         p->state = TASK_RUNNING;
1920 }
1921
1922 /*
1923  * fork()/clone()-time setup:
1924  */
1925 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
1926 {
1927         int cpu = get_cpu();
1928
1929         __sched_fork(p);
1930
1931 #ifdef CONFIG_SMP
1932         cpu = sched_balance_self(cpu, SD_BALANCE_FORK);
1933 #endif
1934         set_task_cpu(p, cpu);
1935
1936         /*
1937          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child:
1938          */
1939         p->prio = current->normal_prio;
1940         if (!rt_prio(p->prio))
1941                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1942
1943 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1944         if (likely(sched_info_on()))
1945                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1946 #endif
1947 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
1948         p->oncpu = 0;
1949 #endif
1950 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1951         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1952         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1953 #endif
1954         put_cpu();
1955 }
1956
1957 /*
1958  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1959  *
1960  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1961  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1962  * on the runqueue and wakes it.
1963  */
1964 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
1965 {
1966         unsigned long flags;
1967         struct rq *rq;
1968
1969         rq = task_rq_lock(p, &flags);
1970         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
1971         update_rq_clock(rq);
1972
1973         p->prio = effective_prio(p);
1974
1975         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
1976                 activate_task(rq, p, 0);
1977         } else {
1978                 /*
1979                  * Let the scheduling class do new task startup
1980                  * management (if any):
1981                  */
1982                 p->sched_class->task_new(rq, p);
1983                 inc_nr_running(p, rq);
1984         }
1985         check_preempt_curr(rq, p);
1986 #ifdef CONFIG_SMP
1987         if (p->sched_class->task_wake_up)
1988                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
1989 #endif
1990         task_rq_unlock(rq, &flags);
1991 }
1992
1993 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1994
1995 /**
1996  * preempt_notifier_register - tell me when current is being being preempted & rescheduled
1997  * @notifier: notifier struct to register
1998  */
1999 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2000 {
2001         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2002 }
2003 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2004
2005 /**
2006  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2007  * @notifier: notifier struct to unregister
2008  *
2009  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2010  */
2011 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2012 {
2013         hlist_del(&notifier->link);
2014 }
2015 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2016
2017 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2018 {
2019         struct preempt_notifier *notifier;
2020         struct hlist_node *node;
2021
2022         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2023                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2024 }
2025
2026 static void
2027 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2028                                  struct task_struct *next)
2029 {
2030         struct preempt_notifier *notifier;
2031         struct hlist_node *node;
2032
2033         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2034                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2035 }
2036
2037 #else
2038
2039 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2040 {
2041 }
2042
2043 static void
2044 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2045                                  struct task_struct *next)
2046 {
2047 }
2048
2049 #endif
2050
2051 /**
2052  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2053  * @rq: the runqueue preparing to switch
2054  * @prev: the current task that is being switched out
2055  * @next: the task we are going to switch to.
2056  *
2057  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2058  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2059  * switch.
2060  *
2061  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2062  * hooks.
2063  */
2064 static inline void
2065 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2066                     struct task_struct *next)
2067 {
2068         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2069         prepare_lock_switch(rq, next);
2070         prepare_arch_switch(next);
2071 }
2072
2073 /**
2074  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2075  * @rq: runqueue associated with task-switch
2076  * @prev: the thread we just switched away from.
2077  *
2078  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2079  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2080  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2081  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2082  *
2083  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2084  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2085  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2086  * details.)
2087  */
2088 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2089         __releases(rq->lock)
2090 {
2091         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2092         long prev_state;
2093
2094         rq->prev_mm = NULL;
2095
2096         /*
2097          * A task struct has one reference for the use as "current".
2098          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2099          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2100          * the scheduled task must drop that reference.
2101          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2102          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2103          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2104          * be dropped twice.
2105          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2106          */
2107         prev_state = prev->state;
2108         finish_arch_switch(prev);
2109         finish_lock_switch(rq, prev);
2110 #ifdef CONFIG_SMP
2111         if (current->sched_class->post_schedule)
2112                 current->sched_class->post_schedule(rq);
2113 #endif
2114
2115         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2116         if (mm)
2117                 mmdrop(mm);
2118         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2119                 /*
2120                  * Remove function-return probe instances associated with this
2121                  * task and put them back on the free list.
2122                  */
2123                 kprobe_flush_task(prev);
2124                 put_task_struct(prev);
2125         }
2126 }
2127
2128 /**
2129  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2130  * @prev: the thread we just switched away from.
2131  */
2132 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2133         __releases(rq->lock)
2134 {
2135         struct rq *rq = this_rq();
2136
2137         finish_task_switch(rq, prev);
2138 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2139         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2140         preempt_enable();
2141 #endif
2142         if (current->set_child_tid)
2143                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2144 }
2145
2146 /*
2147  * context_switch - switch to the new MM and the new
2148  * thread's register state.
2149  */
2150 static inline void
2151 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2152                struct task_struct *next)
2153 {
2154         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2155
2156         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2157         mm = next->mm;
2158         oldmm = prev->active_mm;
2159         /*
2160          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2161          * combine the page table reload and the switch backend into
2162          * one hypercall.
2163          */
2164         arch_enter_lazy_cpu_mode();
2165
2166         if (unlikely(!mm)) {
2167                 next->active_mm = oldmm;
2168                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2169                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2170         } else
2171                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2172
2173         if (unlikely(!prev->mm)) {
2174                 prev->active_mm = NULL;
2175                 rq->prev_mm = oldmm;
2176         }
2177         /*
2178          * Since the runqueue lock will be released by the next
2179          * task (which is an invalid locking op but in the case
2180          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2181          * do an early lockdep release here:
2182          */
2183 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2184         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2185 #endif
2186
2187         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2188         switch_to(prev, next, prev);
2189
2190         barrier();
2191         /*
2192          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2193          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2194          * frame will be invalid.
2195          */
2196         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2197 }
2198
2199 /*
2200  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2201  *
2202  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2203  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2204  * number of context switches performed since bootup.
2205  */
2206 unsigned long nr_running(void)
2207 {
2208         unsigned long i, sum = 0;
2209
2210         for_each_online_cpu(i)
2211                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2212
2213         return sum;
2214 }
2215
2216 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2217 {
2218         unsigned long i, sum = 0;
2219
2220         for_each_possible_cpu(i)
2221                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2222
2223         /*
2224          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2225          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2226          */
2227         if (unlikely((long)sum < 0))
2228                 sum = 0;
2229
2230         return sum;
2231 }
2232
2233 unsigned long long nr_context_switches(void)
2234 {
2235         int i;
2236         unsigned long long sum = 0;
2237
2238         for_each_possible_cpu(i)
2239                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2240
2241         return sum;
2242 }
2243
2244 unsigned long nr_iowait(void)
2245 {
2246         unsigned long i, sum = 0;
2247
2248         for_each_possible_cpu(i)
2249                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2250
2251         return sum;
2252 }
2253
2254 unsigned long nr_active(void)
2255 {
2256         unsigned long i, running = 0, uninterruptible = 0;
2257
2258         for_each_online_cpu(i) {
2259                 running += cpu_rq(i)->nr_running;
2260                 uninterruptible += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2261         }
2262
2263         if (unlikely((long)uninterruptible < 0))
2264                 uninterruptible = 0;
2265
2266         return running + uninterruptible;
2267 }
2268
2269 /*
2270  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2271  * scheduler tick (TICK_NSEC).
2272  */
2273 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
2274 {
2275         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
2276         int i, scale;
2277
2278         this_rq->nr_load_updates++;
2279
2280         /* Update our load: */
2281         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2282                 unsigned long old_load, new_load;
2283
2284                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2285
2286                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2287                 new_load = this_load;
2288                 /*
2289                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2290                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2291                  * example.
2292                  */
2293                 if (new_load > old_load)
2294                         new_load += scale-1;
2295                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
2296         }
2297 }
2298
2299 #ifdef CONFIG_SMP
2300
2301 /*
2302  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2303  *
2304  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2305  * you need to do so manually before calling.
2306  */
2307 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2308         __acquires(rq1->lock)
2309         __acquires(rq2->lock)
2310 {
2311         BUG_ON(!irqs_disabled());
2312         if (rq1 == rq2) {
2313                 spin_lock(&rq1->lock);
2314                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2315         } else {
2316                 if (rq1 < rq2) {
2317                         spin_lock(&rq1->lock);
2318                         spin_lock(&rq2->lock);
2319                 } else {
2320                         spin_lock(&rq2->lock);
2321                         spin_lock(&rq1->lock);
2322                 }
2323         }
2324         update_rq_clock(rq1);
2325         update_rq_clock(rq2);
2326 }
2327
2328 /*
2329  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2330  *
2331  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2332  * you need to do so manually after calling.
2333  */
2334 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2335         __releases(rq1->lock)
2336         __releases(rq2->lock)
2337 {
2338         spin_unlock(&rq1->lock);
2339         if (rq1 != rq2)
2340                 spin_unlock(&rq2->lock);
2341         else
2342                 __release(rq2->lock);
2343 }
2344
2345 /*
2346  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
2347  */
2348 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2349         __releases(this_rq->lock)
2350         __acquires(busiest->lock)
2351         __acquires(this_rq->lock)
2352 {
2353         int ret = 0;
2354
2355         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
2356                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
2357                 spin_unlock(&this_rq->lock);
2358                 BUG_ON(1);
2359         }
2360         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
2361                 if (busiest < this_rq) {
2362                         spin_unlock(&this_rq->lock);
2363                         spin_lock(&busiest->lock);
2364                         spin_lock(&this_rq->lock);
2365                         ret = 1;
2366                 } else
2367                         spin_lock(&busiest->lock);
2368         }
2369         return ret;
2370 }
2371
2372 /*
2373  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
2374  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
2375  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
2376  * the cpu_allowed mask is restored.
2377  */
2378 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
2379 {
2380         struct migration_req req;
2381         unsigned long flags;
2382         struct rq *rq;
2383
2384         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2385         if (!cpu_isset(dest_cpu, p->cpus_allowed)
2386             || unlikely(cpu_is_offline(dest_cpu)))
2387                 goto out;
2388
2389         /* force the process onto the specified CPU */
2390         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
2391                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
2392                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
2393
2394                 get_task_struct(mt);
2395                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2396                 wake_up_process(mt);
2397                 put_task_struct(mt);
2398                 wait_for_completion(&req.done);
2399
2400                 return;
2401         }
2402 out:
2403         task_rq_unlock(rq, &flags);
2404 }
2405
2406 /*
2407  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2408  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2409  */
2410 void sched_exec(void)
2411 {
2412         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
2413         new_cpu = sched_balance_self(this_cpu, SD_BALANCE_EXEC);
2414         put_cpu();
2415         if (new_cpu != this_cpu)
2416                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
2417 }
2418
2419 /*
2420  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
2421  * Both runqueues must be locked.
2422  */
2423 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
2424                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
2425 {
2426         deactivate_task(src_rq, p, 0);
2427         set_task_cpu(p, this_cpu);
2428         activate_task(this_rq, p, 0);
2429         /*
2430          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
2431          * to be always true for them.
2432          */
2433         check_preempt_curr(this_rq, p);
2434 }
2435
2436 /*
2437  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
2438  */
2439 static
2440 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
2441                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2442                      int *all_pinned)
2443 {
2444         /*
2445          * We do not migrate tasks that are:
2446          * 1) running (obviously), or
2447          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
2448          * 3) are cache-hot on their current CPU.
2449          */
2450         if (!cpu_isset(this_cpu, p->cpus_allowed)) {
2451                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
2452                 return 0;
2453         }
2454         *all_pinned = 0;
2455
2456         if (task_running(rq, p)) {
2457                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
2458                 return 0;
2459         }
2460
2461         /*
2462          * Aggressive migration if:
2463          * 1) task is cache cold, or
2464          * 2) too many balance attempts have failed.
2465          */
2466
2467         if (!task_hot(p, rq->clock, sd) ||
2468                         sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
2469 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2470                 if (task_hot(p, rq->clock, sd)) {
2471                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
2472                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
2473                 }
2474 #endif
2475                 return 1;
2476         }
2477
2478         if (task_hot(p, rq->clock, sd)) {
2479                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
2480                 return 0;
2481         }
2482         return 1;
2483 }
2484
2485 static unsigned long
2486 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2487               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
2488               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
2489               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
2490 {
2491         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0, skip_for_load;
2492         struct task_struct *p;
2493         long rem_load_move = max_load_move;
2494
2495         if (max_load_move == 0)
2496                 goto out;
2497
2498         pinned = 1;
2499
2500         /*
2501          * Start the load-balancing iterator:
2502          */
2503         p = iterator->start(iterator->arg);
2504 next:
2505         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
2506                 goto out;
2507         /*
2508          * To help distribute high priority tasks across CPUs we don't
2509          * skip a task if it will be the highest priority task (i.e. smallest
2510          * prio value) on its new queue regardless of its load weight
2511          */
2512         skip_for_load = (p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move +
2513                                                          SCHED_LOAD_SCALE_FUZZ;
2514         if ((skip_for_load && p->prio >= *this_best_prio) ||
2515             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
2516                 p = iterator->next(iterator->arg);
2517                 goto next;
2518         }
2519
2520         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2521         pulled++;
2522         rem_load_move -= p->se.load.weight;
2523
2524         /*
2525          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
2526          */
2527         if (rem_load_move > 0) {
2528                 if (p->prio < *this_best_prio)
2529                         *this_best_prio = p->prio;
2530                 p = iterator->next(iterator->arg);
2531                 goto next;
2532         }
2533 out:
2534         /*
2535          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
2536          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
2537          * inside pull_task().
2538          */
2539         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
2540
2541         if (all_pinned)
2542                 *all_pinned = pinned;
2543
2544         return max_load_move - rem_load_move;
2545 }
2546
2547 /*
2548  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
2549  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
2550  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
2551  *
2552  * Called with both runqueues locked.
2553  */
2554 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2555                       unsigned long max_load_move,
2556                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2557                       int *all_pinned)
2558 {
2559         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
2560         unsigned long total_load_moved = 0;
2561         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
2562
2563         do {
2564                 total_load_moved +=
2565                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
2566                                 max_load_move - total_load_moved,
2567                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
2568                 class = class->next;
2569         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
2570
2571         return total_load_moved > 0;
2572 }
2573
2574 static int
2575 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2576                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2577                    struct rq_iterator *iterator)
2578 {
2579         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
2580         int pinned = 0;
2581
2582         while (p) {
2583                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
2584                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2585                         /*
2586                          * Right now, this is only the second place pull_task()
2587                          * is called, so we can safely collect pull_task()
2588                          * stats here rather than inside pull_task().
2589                          */
2590                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
2591
2592                         return 1;
2593                 }
2594                 p = iterator->next(iterator->arg);
2595         }
2596
2597         return 0;
2598 }
2599
2600 /*
2601  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
2602  * part of active balancing operations within "domain".
2603  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
2604  *
2605  * Called with both runqueues locked.
2606  */
2607 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2608                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
2609 {
2610         const struct sched_class *class;
2611
2612         for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
2613                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
2614                         return 1;
2615
2616         return 0;
2617 }
2618
2619 /*
2620  * find_busiest_group finds and returns the busiest CPU group within the
2621  * domain. It calculates and returns the amount of weighted load which
2622  * should be moved to restore balance via the imbalance parameter.
2623  */
2624 static struct sched_group *
2625 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2626                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
2627                    int *sd_idle, cpumask_t *cpus, int *balance)
2628 {
2629         struct sched_group *busiest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
2630         unsigned long max_load, avg_load, total_load, this_load, total_pwr;
2631         unsigned long max_pull;
2632         unsigned long busiest_load_per_task, busiest_nr_running;
2633         unsigned long this_load_per_task, this_nr_running;
2634         int load_idx, group_imb = 0;
2635 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2636         int power_savings_balance = 1;
2637         unsigned long leader_nr_running = 0, min_load_per_task = 0;
2638         unsigned long min_nr_running = ULONG_MAX;
2639         struct sched_group *group_min = NULL, *group_leader = NULL;
2640 #endif
2641
2642         max_load = this_load = total_load = total_pwr = 0;
2643         busiest_load_per_task = busiest_nr_running = 0;
2644         this_load_per_task = this_nr_running = 0;
2645         if (idle == CPU_NOT_IDLE)
2646                 load_idx = sd->busy_idx;
2647         else if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
2648                 load_idx = sd->newidle_idx;
2649         else
2650                 load_idx = sd->idle_idx;
2651
2652         do {
2653                 unsigned long load, group_capacity, max_cpu_load, min_cpu_load;
2654                 int local_group;
2655                 int i;
2656                 int __group_imb = 0;
2657                 unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
2658                 unsigned long sum_nr_running, sum_weighted_load;
2659
2660                 local_group = cpu_isset(this_cpu, group->cpumask);
2661
2662                 if (local_group)
2663                         balance_cpu = first_cpu(group->cpumask);
2664
2665                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2666                 sum_weighted_load = sum_nr_running = avg_load = 0;
2667                 max_cpu_load = 0;
2668                 min_cpu_load = ~0UL;
2669
2670                 for_each_cpu_mask(i, group->cpumask) {
2671                         struct rq *rq;
2672
2673                         if (!cpu_isset(i, *cpus))
2674                                 continue;
2675
2676                         rq = cpu_rq(i);
2677
2678                         if (*sd_idle && rq->nr_running)
2679                                 *sd_idle = 0;
2680
2681                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2682                         if (local_group) {
2683                                 if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
2684                                         first_idle_cpu = 1;
2685                                         balance_cpu = i;
2686                                 }
2687
2688                                 load = target_load(i, load_idx);
2689                         } else {
2690                                 load = source_load(i, load_idx);
2691                                 if (load > max_cpu_load)
2692                                         max_cpu_load = load;
2693                                 if (min_cpu_load > load)
2694                                         min_cpu_load = load;
2695                         }
2696
2697                         avg_load += load;
2698                         sum_nr_running += rq->nr_running;
2699                         sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
2700                 }
2701
2702                 /*
2703                  * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
2704                  * is eligible for doing load balancing at this and above
2705                  * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
2706                  * to do the newly idle load balance.
2707                  */
2708                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
2709                     balance_cpu != this_cpu && balance) {
2710                         *balance = 0;
2711                         goto ret;
2712                 }
2713
2714                 total_load += avg_load;
2715                 total_pwr += group->__cpu_power;
2716
2717                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2718                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
2719                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
2720
2721                 if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > SCHED_LOAD_SCALE)
2722                         __group_imb = 1;
2723
2724                 group_capacity = group->__cpu_power / SCHED_LOAD_SCALE;
2725
2726                 if (local_group) {
2727                         this_load = avg_load;
2728                         this = group;
2729                         this_nr_running = sum_nr_running;
2730                         this_load_per_task = sum_weighted_load;
2731                 } else if (avg_load > max_load &&
2732                            (sum_nr_running > group_capacity || __group_imb)) {
2733                         max_load = avg_load;
2734                         busiest = group;
2735                         busiest_nr_running = sum_nr_running;
2736                         busiest_load_per_task = sum_weighted_load;
2737                         group_imb = __group_imb;
2738                 }
2739
2740 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2741                 /*
2742                  * Busy processors will not participate in power savings
2743                  * balance.
2744                  */
2745                 if (idle == CPU_NOT_IDLE ||
2746                                 !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2747                         goto group_next;
2748
2749                 /*
2750                  * If the local group is idle or completely loaded
2751                  * no need to do power savings balance at this domain
2752                  */
2753                 if (local_group && (this_nr_running >= group_capacity ||
2754                                     !this_nr_running))
2755                         power_savings_balance = 0;
2756
2757                 /*
2758                  * If a group is already running at full capacity or idle,
2759                  * don't include that group in power savings calculations
2760                  */
2761                 if (!power_savings_balance || sum_nr_running >= group_capacity
2762                     || !sum_nr_running)
2763                         goto group_next;
2764
2765                 /*
2766                  * Calculate the group which has the least non-idle load.
2767                  * This is the group from where we need to pick up the load
2768                  * for saving power
2769                  */
2770                 if ((sum_nr_running < min_nr_running) ||
2771                     (sum_nr_running == min_nr_running &&
2772                      first_cpu(group->cpumask) <
2773                      first_cpu(group_min->cpumask))) {
2774                         group_min = group;
2775                         min_nr_running = sum_nr_running;
2776                         min_load_per_task = sum_weighted_load /
2777                                                 sum_nr_running;
2778                 }
2779
2780                 /*
2781                  * Calculate the group which is almost near its
2782                  * capacity but still has some space to pick up some load
2783                  * from other group and save more power
2784                  */
2785                 if (sum_nr_running <= group_capacity - 1) {
2786                         if (sum_nr_running > leader_nr_running ||
2787                             (sum_nr_running == leader_nr_running &&
2788                              first_cpu(group->cpumask) >
2789                               first_cpu(group_leader->cpumask))) {
2790                                 group_leader = group;
2791                                 leader_nr_running = sum_nr_running;
2792                         }
2793                 }
2794 group_next:
2795 #endif
2796                 group = group->next;
2797         } while (group != sd->groups);
2798
2799         if (!busiest || this_load >= max_load || busiest_nr_running == 0)
2800                 goto out_balanced;
2801
2802         avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * total_load) / total_pwr;
2803
2804         if (this_load >= avg_load ||
2805                         100*max_load <= sd->imbalance_pct*this_load)
2806                 goto out_balanced;
2807
2808         busiest_load_per_task /= busiest_nr_running;
2809         if (group_imb)
2810                 busiest_load_per_task = min(busiest_load_per_task, avg_load);
2811
2812         /*
2813          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
2814          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
2815          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
2816          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
2817          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
2818          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
2819          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
2820          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
2821          * appear as very large values with unsigned longs.
2822          */
2823         if (max_load <= busiest_load_per_task)
2824                 goto out_balanced;
2825
2826         /*
2827          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
2828          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
2829          * its cpu_power, while calculating max_load..)
2830          */
2831         if (max_load < avg_load) {
2832                 *imbalance = 0;
2833                 goto small_imbalance;
2834         }
2835
2836         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
2837         max_pull = min(max_load - avg_load, max_load - busiest_load_per_task);
2838
2839         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
2840         *imbalance = min(max_pull * busiest->__cpu_power,
2841                                 (avg_load - this_load) * this->__cpu_power)
2842                         / SCHED_LOAD_SCALE;
2843
2844         /*
2845          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
2846          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
2847          * a think about bumping its value to force at least one task to be
2848          * moved
2849          */
2850         if (*imbalance < busiest_load_per_task) {
2851                 unsigned long tmp, pwr_now, pwr_move;
2852                 unsigned int imbn;
2853
2854 small_imbalance:
2855                 pwr_move = pwr_now = 0;
2856                 imbn = 2;
2857                 if (this_nr_running) {
2858                         this_load_per_task /= this_nr_running;
2859                         if (busiest_load_per_task > this_load_per_task)
2860                                 imbn = 1;
2861                 } else
2862                         this_load_per_task = SCHED_LOAD_SCALE;
2863
2864                 if (max_load - this_load + SCHED_LOAD_SCALE_FUZZ >=
2865                                         busiest_load_per_task * imbn) {
2866                         *imbalance = busiest_load_per_task;
2867                         return busiest;
2868                 }
2869
2870                 /*
2871                  * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
2872                  * however we may be able to increase total CPU power used by
2873                  * moving them.
2874                  */
2875
2876                 pwr_now += busiest->__cpu_power *
2877                                 min(busiest_load_per_task, max_load);
2878                 pwr_now += this->__cpu_power *
2879                                 min(this_load_per_task, this_load);
2880                 pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
2881
2882                 /* Amount of load we'd subtract */
2883                 tmp = sg_div_cpu_power(busiest,
2884                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
2885                 if (max_load > tmp)
2886                         pwr_move += busiest->__cpu_power *
2887                                 min(busiest_load_per_task, max_load - tmp);
2888
2889                 /* Amount of load we'd add */
2890                 if (max_load * busiest->__cpu_power <
2891                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
2892                         tmp = sg_div_cpu_power(this,
2893                                         max_load * busiest->__cpu_power);
2894                 else
2895                         tmp = sg_div_cpu_power(this,
2896                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
2897                 pwr_move += this->__cpu_power *
2898                                 min(this_load_per_task, this_load + tmp);
2899                 pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
2900
2901                 /* Move if we gain throughput */
2902                 if (pwr_move > pwr_now)
2903                         *imbalance = busiest_load_per_task;
2904         }
2905
2906         return busiest;
2907
2908 out_balanced:
2909 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2910         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2911                 goto ret;
2912
2913         if (this == group_leader && group_leader != group_min) {
2914                 *imbalance = min_load_per_task;
2915                 return group_min;
2916         }
2917 #endif
2918 ret:
2919         *imbalance = 0;
2920         return NULL;
2921 }
2922
2923 /*
2924  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
2925  */
2926 static struct rq *
2927 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
2928                    unsigned long imbalance, cpumask_t *cpus)
2929 {
2930         struct rq *busiest = NULL, *rq;
2931         unsigned long max_load = 0;
2932         int i;
2933
2934         for_each_cpu_mask(i, group->cpumask) {
2935                 unsigned long wl;
2936
2937                 if (!cpu_isset(i, *cpus))
2938                         continue;
2939
2940                 rq = cpu_rq(i);
2941                 wl = weighted_cpuload(i);
2942
2943                 if (rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
2944                         continue;
2945
2946                 if (wl > max_load) {
2947                         max_load = wl;
2948                         busiest = rq;
2949                 }
2950         }
2951
2952         return busiest;
2953 }
2954
2955 /*
2956  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
2957  * so long as it is large enough.
2958  */
2959 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
2960
2961 /*
2962  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
2963  * tasks if there is an imbalance.
2964  */
2965 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
2966                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2967                         int *balance)
2968 {
2969         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
2970         struct sched_group *group;
2971         unsigned long imbalance;
2972         struct rq *busiest;
2973         cpumask_t cpus = CPU_MASK_ALL;
2974         unsigned long flags;
2975
2976         /*
2977          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
2978          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
2979          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
2980          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
2981          */
2982         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
2983             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2984                 sd_idle = 1;
2985
2986         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
2987
2988 redo:
2989         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
2990                                    &cpus, balance);
2991
2992         if (*balance == 0)
2993                 goto out_balanced;
2994
2995         if (!group) {
2996                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
2997                 goto out_balanced;
2998         }
2999
3000         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, &cpus);
3001         if (!busiest) {
3002                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
3003                 goto out_balanced;
3004         }
3005
3006         BUG_ON(busiest == this_rq);
3007
3008         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
3009
3010         ld_moved = 0;
3011         if (busiest->nr_running > 1) {
3012                 /*
3013                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
3014                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
3015                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
3016                  * correctly treated as an imbalance.
3017                  */
3018                 local_irq_save(flags);
3019                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
3020                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3021                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
3022                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
3023                 local_irq_restore(flags);
3024
3025                 /*
3026                  * some other cpu did the load balance for us.
3027                  */
3028                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
3029                         resched_cpu(this_cpu);
3030
3031                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
3032                 if (unlikely(all_pinned)) {
3033                         cpu_clear(cpu_of(busiest), cpus);
3034                         if (!cpus_empty(cpus))
3035                                 goto redo;
3036                         goto out_balanced;
3037                 }
3038         }
3039
3040         if (!ld_moved) {
3041                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
3042                 sd->nr_balance_failed++;
3043
3044                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
3045
3046                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
3047
3048                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
3049                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
3050                          */
3051                         if (!cpu_isset(this_cpu, busiest->curr->cpus_allowed)) {
3052                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3053                                 all_pinned = 1;
3054                                 goto out_one_pinned;
3055                         }
3056
3057                         if (!busiest->active_balance) {
3058                                 busiest->active_balance = 1;
3059                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
3060                                 active_balance = 1;
3061                         }
3062                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3063                         if (active_balance)
3064                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
3065
3066                         /*
3067                          * We've kicked active balancing, reset the failure
3068                          * counter.
3069                          */
3070                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
3071                 }
3072         } else
3073                 sd->nr_balance_failed = 0;
3074
3075         if (likely(!active_balance)) {
3076                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
3077                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
3078         } else {
3079                 /*
3080                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
3081                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
3082                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3083                  * move_tasks).
3084                  */
3085                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3086                         sd->balance_interval *= 2;
3087         }
3088
3089         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3090             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3091                 return -1;
3092         return ld_moved;
3093
3094 out_balanced:
3095         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3096
3097         sd->nr_balance_failed = 0;
3098
3099 out_one_pinned:
3100         /* tune up the balancing interval */
3101         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3102                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3103                 sd->balance_interval *= 2;
3104
3105         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3106             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3107                 return -1;
3108         return 0;
3109 }
3110
3111 /*
3112  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3113  * tasks if there is an imbalance.
3114  *
3115  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
3116  * this_rq is locked.
3117  */
3118 static int
3119 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
3120 {
3121         struct sched_group *group;
3122         struct rq *busiest = NULL;
3123         unsigned long imbalance;
3124         int ld_moved = 0;
3125         int sd_idle = 0;
3126         int all_pinned = 0;
3127         cpumask_t cpus = CPU_MASK_ALL;
3128
3129         /*
3130          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3131          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3132          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
3133          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3134          */
3135         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3136             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3137                 sd_idle = 1;
3138
3139         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
3140 redo:
3141         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
3142                                    &sd_idle, &cpus, NULL);
3143         if (!group) {
3144                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
3145                 goto out_balanced;
3146         }
3147
3148         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance,
3149                                 &cpus);
3150         if (!busiest) {
3151                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
3152                 goto out_balanced;
3153         }
3154
3155         BUG_ON(busiest == this_rq);
3156
3157         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
3158
3159         ld_moved = 0;
3160         if (busiest->nr_running > 1) {
3161                 /* Attempt to move tasks */
3162                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
3163                 /* this_rq->clock is already updated */
3164                 update_rq_clock(busiest);
3165                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3166                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
3167                                         &all_pinned);
3168                 spin_unlock(&busiest->lock);
3169
3170                 if (unlikely(all_pinned)) {
3171                         cpu_clear(cpu_of(busiest), cpus);
3172                         if (!cpus_empty(cpus))
3173                                 goto redo;
3174                 }
3175         }
3176
3177         if (!ld_moved) {
3178                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
3179                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3180                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3181                         return -1;
3182         } else
3183                 sd->nr_balance_failed = 0;
3184
3185         return ld_moved;
3186
3187 out_balanced:
3188         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
3189         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3190             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3191                 return -1;
3192         sd->nr_balance_failed = 0;
3193
3194         return 0;
3195 }
3196
3197 /*
3198  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
3199  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
3200  */
3201 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
3202 {
3203         struct sched_domain *sd;
3204         int pulled_task = -1;
3205         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
3206
3207         for_each_domain(this_cpu, sd) {
3208                 unsigned long interval;
3209
3210                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3211                         continue;
3212
3213                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
3214                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
3215                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu,
3216                                                                 this_rq, sd);
3217
3218                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
3219                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
3220                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3221                 if (pulled_task)
3222                         break;
3223         }
3224         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
3225                 /*
3226                  * We are going idle. next_balance may be set based on
3227                  * a busy processor. So reset next_balance.
3228                  */
3229                 this_rq->next_balance = next_balance;
3230         }
3231 }
3232
3233 /*
3234  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
3235  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
3236  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
3237  * logical imbalances.
3238  *
3239  * Called with busiest_rq locked.
3240  */
3241 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
3242 {
3243         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
3244         struct sched_domain *sd;
3245         struct rq *target_rq;
3246
3247         /* Is there any task to move? */
3248         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
3249                 return;
3250
3251         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
3252
3253         /*
3254          * This condition is "impossible", if it occurs
3255          * we need to fix it. Originally reported by
3256          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
3257          */
3258         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
3259
3260         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
3261         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
3262         update_rq_clock(busiest_rq);
3263         update_rq_clock(target_rq);
3264
3265         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
3266         for_each_domain(target_cpu, sd) {
3267                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
3268                     cpu_isset(busiest_cpu, sd->span))
3269                                 break;
3270         }
3271
3272         if (likely(sd)) {
3273                 schedstat_inc(sd, alb_count);
3274
3275                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
3276                                   sd, CPU_IDLE))
3277                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
3278                 else
3279                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
3280         }
3281         spin_unlock(&target_rq->lock);
3282 }
3283
3284 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3285 static struct {
3286         atomic_t load_balancer;
3287         cpumask_t cpu_mask;
3288 } nohz ____cacheline_aligned = {
3289         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
3290         .cpu_mask = CPU_MASK_NONE,
3291 };
3292
3293 /*
3294  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
3295  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
3296  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
3297  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
3298  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
3299  * arrives...
3300  *
3301  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
3302  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
3303  * nohz.cpu_mask..
3304  *
3305  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
3306  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
3307  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
3308  * there is no need for ilb owner.
3309  *
3310  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
3311  * next busy scheduler_tick()
3312  */
3313 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
3314 {
3315         int cpu = smp_processor_id();
3316
3317         if (stop_tick) {
3318                 cpu_set(cpu, nohz.cpu_mask);
3319                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
3320
3321                 /*
3322                  * If we are going offline and still the leader, give up!
3323                  */
3324                 if (cpu_is_offline(cpu) &&
3325                     atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
3326                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3327                                 BUG();
3328                         return 0;
3329                 }
3330
3331                 /* time for ilb owner also to sleep */
3332                 if (cpus_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
3333                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3334                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3335                         return 0;
3336                 }
3337
3338                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
3339                         /* make me the ilb owner */
3340                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
3341                                 return 1;
3342                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3343                         return 1;
3344         } else {
3345                 if (!cpu_isset(cpu, nohz.cpu_mask))
3346                         return 0;
3347
3348                 cpu_clear(cpu, nohz.cpu_mask);
3349
3350                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3351                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3352                                 BUG();
3353         }
3354         return 0;
3355 }
3356 #endif
3357
3358 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
3359
3360 /*
3361  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
3362  * and initiates a balancing operation if so.
3363  *
3364  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
3365  */
3366 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
3367 {
3368         int balance = 1;
3369         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3370         unsigned long interval;
3371         struct sched_domain *sd;
3372         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
3373         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
3374         int update_next_balance = 0;
3375
3376         for_each_domain(cpu, sd) {
3377                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3378                         continue;
3379
3380                 interval = sd->balance_interval;
3381                 if (idle != CPU_IDLE)
3382                         interval *= sd->busy_factor;
3383
3384                 /* scale ms to jiffies */
3385                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
3386                 if (unlikely(!interval))
3387                         interval = 1;
3388                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
3389                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
3390
3391
3392                 if (sd->flags & SD_SERIALIZE) {
3393                         if (!spin_trylock(&balancing))
3394                                 goto out;
3395                 }
3396
3397                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
3398                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
3399                                 /*
3400                                  * We've pulled tasks over so either we're no
3401                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
3402                                  * not idle.
3403                                  */
3404                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
3405                         }
3406                         sd->last_balance = jiffies;
3407                 }
3408                 if (sd->flags & SD_SERIALIZE)
3409                         spin_unlock(&balancing);
3410 out:
3411                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
3412                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3413                         update_next_balance = 1;
3414                 }
3415
3416                 /*
3417                  * Stop the load balance at this level. There is another
3418                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
3419                  * actively.
3420                  */
3421                 if (!balance)
3422                         break;
3423         }
3424
3425         /*
3426          * next_balance will be updated only when there is a need.
3427          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
3428          * updated.
3429          */
3430         if (likely(update_next_balance))
3431                 rq->next_balance = next_balance;
3432 }
3433
3434 /*
3435  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
3436  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
3437  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
3438  */
3439 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
3440 {
3441         int this_cpu = smp_processor_id();
3442         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3443         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
3444                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
3445
3446         rebalance_domains(this_cpu, idle);
3447
3448 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3449         /*
3450          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
3451          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
3452          * stopped.
3453          */
3454         if (this_rq->idle_at_tick &&
3455             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
3456                 cpumask_t cpus = nohz.cpu_mask;
3457                 struct rq *rq;
3458                 int balance_cpu;
3459
3460                 cpu_clear(this_cpu, cpus);
3461                 for_each_cpu_mask(balance_cpu, cpus) {
3462                         /*
3463                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
3464                          * work being done for other cpus. Next load
3465                          * balancing owner will pick it up.
3466                          */
3467                         if (need_resched())
3468                                 break;
3469
3470                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
3471
3472                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
3473                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
3474                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
3475                 }
3476         }
3477 #endif
3478 }
3479
3480 /*
3481  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
3482  *
3483  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
3484  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
3485  * if the whole system is idle.
3486  */
3487 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
3488 {
3489 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3490         /*
3491          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
3492          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
3493          * load balancer.
3494          */
3495         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
3496                 rq->in_nohz_recently = 0;
3497
3498                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
3499                         cpu_clear(cpu, nohz.cpu_mask);
3500                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3501                 }
3502
3503                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
3504                         /*
3505                          * simple selection for now: Nominate the
3506                          * first cpu in the nohz list to be the next
3507                          * ilb owner.
3508                          *
3509                          * TBD: Traverse the sched domains and nominate
3510                          * the nearest cpu in the nohz.cpu_mask.
3511                          */
3512                         int ilb = first_cpu(nohz.cpu_mask);
3513
3514                         if (ilb != NR_CPUS)
3515                                 resched_cpu(ilb);
3516                 }
3517         }
3518
3519         /*
3520          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
3521          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
3522          */
3523         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
3524             cpus_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
3525                 resched_cpu(cpu);
3526                 return;
3527         }
3528
3529         /*
3530          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
3531          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
3532          */
3533         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
3534             cpu_isset(cpu, nohz.cpu_mask))
3535                 return;
3536 #endif
3537         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
3538                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
3539 }
3540
3541 #else   /* CONFIG_SMP */
3542
3543 /*
3544  * on UP we do not need to balance between CPUs:
3545  */
3546 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
3547 {
3548 }
3549
3550 #endif
3551
3552 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3553
3554 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3555
3556 /*
3557  * Return p->sum_exec_runtime plus any more ns on the sched_clock
3558  * that have not yet been banked in case the task is currently running.
3559  */
3560 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3561 {
3562         unsigned long flags;
3563         u64 ns, delta_exec;
3564         struct rq *rq;
3565
3566         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3567         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3568         if (task_current(rq, p)) {
3569                 update_rq_clock(rq);
3570                 delta_exec = rq->clock - p->se.exec_start;
3571                 if ((s64)delta_exec > 0)
3572                         ns += delta_exec;
3573         }
3574         task_rq_unlock(rq, &flags);
3575
3576         return ns;
3577 }
3578
3579 /*
3580  * Account user cpu time to a process.
3581  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3582  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
3583  */
3584 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
3585 {
3586         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3587         cputime64_t tmp;
3588
3589         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
3590
3591         /* Add user time to cpustat. */
3592         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3593         if (TASK_NICE(p) > 0)
3594                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
3595         else
3596                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
3597 }
3598
3599 /*
3600  * Account guest cpu time to a process.
3601  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3602  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
3603  */
3604 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
3605 {
3606         cputime64_t tmp;
3607         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3608
3609         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3610
3611         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
3612         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
3613
3614         cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
3615         cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
3616 }
3617
3618 /*
3619  * Account scaled user cpu time to a process.
3620  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3621  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
3622  */
3623 void account_user_time_scaled(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
3624 {
3625         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime);
3626 }
3627
3628 /*
3629  * Account system cpu time to a process.
3630  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3631  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
3632  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
3633  */
3634 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
3635                          cputime_t cputime)
3636 {
3637         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3638         struct rq *rq = this_rq();
3639         cputime64_t tmp;
3640
3641         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0))
3642                 return account_guest_time(p, cputime);
3643
3644         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
3645
3646         /* Add system time to cpustat. */
3647         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3648         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
3649                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
3650         else if (softirq_count())
3651                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
3652         else if (p != rq->idle)
3653                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
3654         else if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
3655                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, tmp);
3656         else
3657                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, tmp);
3658         /* Account for system time used */
3659         acct_update_integrals(p);
3660 }
3661
3662 /*
3663  * Account scaled system cpu time to a process.
3664  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3665  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
3666  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
3667  */
3668 void account_system_time_scaled(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
3669 {
3670         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime);
3671 }
3672
3673 /*
3674  * Account for involuntary wait time.
3675  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
3676  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
3677  */
3678 void account_steal_time(struct task_struct *p, cputime_t steal)
3679 {
3680         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3681         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(steal);
3682         struct rq *rq = this_rq();
3683
3684         if (p == rq->idle) {
3685                 p->stime = cputime_add(p->stime, steal);
3686                 if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
3687                         cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, tmp);
3688                 else
3689                         cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, tmp);
3690         } else
3691                 cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, tmp);
3692 }
3693
3694 /*
3695  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3696  * We call it with interrupts disabled.
3697  *
3698  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
3699  * timeslices.
3700  */
3701 void scheduler_tick(void)
3702 {
3703         int cpu = smp_processor_id();
3704         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3705         struct task_struct *curr = rq->curr;
3706         u64 next_tick = rq->tick_timestamp + TICK_NSEC;
3707
3708         spin_lock(&rq->lock);
3709         __update_rq_clock(rq);
3710         /*
3711          * Let rq->clock advance by at least TICK_NSEC:
3712          */
3713         if (unlikely(rq->clock < next_tick)) {
3714                 rq->clock = next_tick;
3715                 rq->clock_underflows++;
3716         }
3717         rq->tick_timestamp = rq->clock;
3718         update_cpu_load(rq);
3719         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3720         update_sched_rt_period(rq);
3721         spin_unlock(&rq->lock);
3722
3723 #ifdef CONFIG_SMP
3724         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
3725         trigger_load_balance(rq, cpu);
3726 #endif
3727 }
3728
3729 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3730
3731 void __kprobes add_preempt_count(int val)
3732 {
3733         /*
3734          * Underflow?
3735          */
3736         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3737                 return;
3738         preempt_count() += val;
3739         /*
3740          * Spinlock count overflowing soon?
3741          */
3742         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3743                                 PREEMPT_MASK - 10);
3744 }
3745 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
3746
3747 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
3748 {
3749         /*
3750          * Underflow?
3751          */
3752         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3753                 return;
3754         /*
3755          * Is the spinlock portion underflowing?
3756          */
3757         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3758                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3759                 return;
3760
3761         preempt_count() -= val;
3762 }
3763 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
3764
3765 #endif
3766
3767 /*
3768  * Print scheduling while atomic bug:
3769  */
3770 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3771 {
3772         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
3773
3774         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3775                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3776
3777         debug_show_held_locks(prev);
3778         if (irqs_disabled())
3779                 print_irqtrace_events(prev);
3780
3781         if (regs)
3782                 show_regs(regs);
3783         else
3784                 dump_stack();
3785 }
3786
3787 /*
3788  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3789  */
3790 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3791 {
3792         /*
3793          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
3794          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
3795          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
3796          */
3797         if (unlikely(in_atomic_preempt_off()) && unlikely(!prev->exit_state))
3798                 __schedule_bug(prev);
3799
3800         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3801
3802         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
3803 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3804         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
3805                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
3806                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
3807         }
3808 #endif
3809 }
3810
3811 /*
3812  * Pick up the highest-prio task:
3813  */
3814 static inline struct task_struct *
3815 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3816 {
3817         const struct sched_class *class;
3818         struct task_struct *p;
3819
3820         /*
3821          * Optimization: we know that if all tasks are in
3822          * the fair class we can call that function directly:
3823          */
3824         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
3825                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
3826                 if (likely(p))
3827                         return p;
3828         }
3829
3830         class = sched_class_highest;
3831         for ( ; ; ) {
3832                 p = class->pick_next_task(rq);
3833                 if (p)
3834                         return p;
3835                 /*
3836                  * Will never be NULL as the idle class always
3837                  * returns a non-NULL p:
3838                  */
3839                 class = class->next;
3840         }
3841 }
3842
3843 /*
3844  * schedule() is the main scheduler function.
3845  */
3846 asmlinkage void __sched schedule(void)
3847 {
3848         struct task_struct *prev, *next;
3849         unsigned long *switch_count;
3850         struct rq *rq;
3851         int cpu;
3852
3853 need_resched:
3854         preempt_disable();
3855         cpu = smp_processor_id();
3856         rq = cpu_rq(cpu);
3857         rcu_qsctr_inc(cpu);
3858         prev = rq->curr;
3859         switch_count = &prev->nivcsw;
3860
3861         release_kernel_lock(prev);
3862 need_resched_nonpreemptible:
3863
3864         schedule_debug(prev);
3865
3866         hrtick_clear(rq);
3867
3868         /*
3869          * Do the rq-clock update outside the rq lock:
3870          */
3871         local_irq_disable();
3872         __update_rq_clock(rq);
3873         spin_lock(&rq->lock);
3874         clear_tsk_need_resched(prev);
3875
3876         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
3877                 if (unlikely((prev->state & TASK_INTERRUPTIBLE) &&
3878                                 unlikely(signal_pending(prev)))) {
3879                         prev->state = TASK_RUNNING;
3880                 } else {
3881                         deactivate_task(rq, prev, 1);
3882                 }
3883                 switch_count = &prev->nvcsw;
3884         }
3885
3886 #ifdef CONFIG_SMP
3887         if (prev->sched_class->pre_schedule)
3888                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
3889 #endif
3890
3891         if (unlikely(!rq->nr_running))
3892                 idle_balance(cpu, rq);
3893
3894         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
3895         next = pick_next_task(rq, prev);
3896
3897         sched_info_switch(prev, next);
3898
3899         if (likely(prev != next)) {
3900                 rq->nr_switches++;
3901                 rq->curr = next;
3902                 ++*switch_count;
3903
3904                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3905                 /*
3906                  * the context switch might have flipped the stack from under
3907                  * us, hence refresh the local variables.
3908                  */
3909                 cpu = smp_processor_id();
3910                 rq = cpu_rq(cpu);
3911         } else
3912                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
3913
3914         hrtick_set(rq);
3915
3916         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
3917                 goto need_resched_nonpreemptible;
3918
3919         preempt_enable_no_resched();
3920         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)))
3921                 goto need_resched;
3922 }
3923 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3924
3925 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3926 /*
3927  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3928  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3929  * occur there and call schedule directly.
3930  */
3931 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
3932 {
3933         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3934         struct task_struct *task = current;
3935         int saved_lock_depth;
3936
3937         /*
3938          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3939          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3940          */
3941         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3942                 return;
3943
3944         do {
3945                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3946
3947                 /*
3948                  * We keep the big kernel semaphore locked, but we
3949                  * clear ->lock_depth so that schedule() doesnt
3950                  * auto-release the semaphore:
3951                  */
3952                 saved_lock_depth = task->lock_depth;
3953                 task->lock_depth = -1;
3954                 schedule();
3955                 task->lock_depth = saved_lock_depth;
3956                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3957
3958                 /*
3959                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3960                  * between schedule and now.
3961                  */
3962                 barrier();
3963         } while (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)));
3964 }
3965 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3966
3967 /*
3968  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3969  * off of irq context.
3970  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3971  * protect us against recursive calling from irq.
3972  */
3973 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3974 {
3975         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3976         struct task_struct *task = current;
3977         int saved_lock_depth;
3978
3979         /* Catch callers which need to be fixed */
3980         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3981
3982         do {
3983                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3984
3985                 /*
3986                  * We keep the big kernel semaphore locked, but we
3987                  * clear ->lock_depth so that schedule() doesnt
3988                  * auto-release the semaphore:
3989                  */
3990                 saved_lock_depth = task->lock_depth;
3991                 task->lock_depth = -1;
3992                 local_irq_enable();
3993                 schedule();
3994                 local_irq_disable();
3995                 task->lock_depth = saved_lock_depth;
3996                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3997
3998                 /*
3999                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4000                  * between schedule and now.
4001                  */
4002                 barrier();
4003         } while (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)));
4004 }
4005
4006 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
4007
4008 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int sync,
4009                           void *key)
4010 {
4011         return try_to_wake_up(curr->private, mode, sync);
4012 }
4013 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4014
4015 /*
4016  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
4017  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
4018  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
4019  *
4020  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
4021  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
4022  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
4023  */
4024 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4025                              int nr_exclusive, int sync, void *key)
4026 {
4027         wait_queue_t *curr, *next;
4028
4029         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
4030                 unsigned flags = curr->flags;
4031
4032                 if (curr->func(curr, mode, sync, key) &&
4033                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
4034                         break;
4035         }
4036 }
4037
4038 /**
4039  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
4040  * @q: the waitqueue
4041  * @mode: which threads
4042  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4043  * @key: is directly passed to the wakeup function
4044  */
4045 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4046                         int nr_exclusive, void *key)
4047 {
4048         unsigned long flags;
4049
4050         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4051         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
4052         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4053 }
4054 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
4055
4056 /*
4057  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
4058  */
4059 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
4060 {
4061         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
4062 }
4063
4064 /**
4065  * __wake_up_sync - wake up threads blocked on a waitqueue.
4066  * @q: the waitqueue
4067  * @mode: which threads
4068  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4069  *
4070  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
4071  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
4072  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
4073  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
4074  *
4075  * On UP it can prevent extra preemption.
4076  */
4077 void
4078 __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
4079 {
4080         unsigned long flags;
4081         int sync = 1;
4082
4083         if (unlikely(!q))
4084                 return;
4085
4086         if (unlikely(!nr_exclusive))
4087                 sync = 0;
4088
4089         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4090         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, sync, NULL);
4091         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4092 }
4093 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
4094
4095 void complete(struct completion *x)
4096 {
4097         unsigned long flags;
4098
4099         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4100         x->done++;
4101         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
4102         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4103 }
4104 EXPORT_SYMBOL(complete);
4105
4106 void complete_all(struct completion *x)
4107 {
4108         unsigned long flags;
4109
4110         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4111         x->done += UINT_MAX/2;
4112         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
4113         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4114 }
4115 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
4116
4117 static inline long __sched
4118 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
4119 {
4120         if (!x->done) {
4121                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
4122
4123                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
4124                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
4125                 do {
4126                         if ((state == TASK_INTERRUPTIBLE &&
4127                              signal_pending(current)) ||
4128                             (state == TASK_KILLABLE &&
4129                              fatal_signal_pending(current))) {
4130                                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
4131                                 return -ERESTARTSYS;
4132                         }
4133                         __set_current_state(state);
4134                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
4135                         timeout = schedule_timeout(timeout);
4136                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
4137                         if (!timeout) {
4138                                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
4139                                 return timeout;
4140                         }
4141                 } while (!x->done);
4142                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
4143         }
4144         x->done--;
4145         return timeout;
4146 }
4147
4148 static long __sched
4149 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
4150 {
4151         might_sleep();
4152
4153         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
4154         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
4155         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
4156         return timeout;
4157 }
4158
4159 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
4160 {
4161         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4162 }
4163 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
4164
4165 unsigned long __sched
4166 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
4167 {
4168         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4169 }
4170 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
4171
4172 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
4173 {
4174         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
4175         if (t == -ERESTARTSYS)
4176                 return t;
4177         return 0;
4178 }
4179 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
4180
4181 unsigned long __sched
4182 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
4183                                           unsigned long timeout)
4184 {
4185         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
4186 }
4187 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
4188
4189 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
4190 {
4191         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
4192         if (t == -ERESTARTSYS)
4193                 return t;
4194         return 0;
4195 }
4196 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
4197
4198 static long __sched
4199 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
4200 {
4201         unsigned long flags;
4202         wait_queue_t wait;
4203
4204         init_waitqueue_entry(&wait, current);
4205
4206         __set_current_state(state);
4207
4208         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4209         __add_wait_queue(q, &wait);
4210         spin_unlock(&q->lock);
4211         timeout = schedule_timeout(timeout);
4212         spin_lock_irq(&q->lock);
4213         __remove_wait_queue(q, &wait);
4214         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4215
4216         return timeout;
4217 }
4218
4219 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
4220 {
4221         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
4222 }
4223 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
4224
4225 long __sched
4226 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
4227 {
4228         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
4229 }
4230 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
4231
4232 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
4233 {
4234         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
4235 }
4236 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
4237
4238 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
4239 {
4240         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
4241 }
4242 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
4243
4244 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4245
4246 /*
4247  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4248  * @p: task
4249  * @prio: prio value (kernel-internal form)
4250  *
4251  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4252  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4253  *
4254  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
4255  */
4256 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
4257 {
4258         unsigned long flags;
4259         int oldprio, on_rq, running;
4260         struct rq *rq;
4261         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
4262
4263         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
4264
4265         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4266         update_rq_clock(rq);
4267
4268         oldprio = p->prio;
4269         on_rq = p->se.on_rq;
4270         running = task_current(rq, p);
4271         if (on_rq) {
4272                 dequeue_task(rq, p, 0);
4273                 if (running)
4274                         p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
4275         }
4276
4277         if (rt_prio(prio))
4278                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4279         else
4280                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4281
4282         p->prio = prio;
4283
4284         if (on_rq) {
4285                 if (running)
4286                         p->sched_class->set_curr_task(rq);
4287
4288                 enqueue_task(rq, p, 0);
4289
4290                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
4291         }
4292         task_rq_unlock(rq, &flags);
4293 }
4294
4295 #endif
4296
4297 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4298 {
4299         int old_prio, delta, on_rq;
4300         unsigned long flags;
4301         struct rq *rq;
4302
4303         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
4304                 return;
4305         /*
4306          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4307          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4308          */
4309         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4310         update_rq_clock(rq);
4311         /*
4312          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4313          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4314          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4315          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
4316          */
4317         if (task_has_rt_policy(p)) {
4318                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4319                 goto out_unlock;
4320         }
4321         on_rq = p->se.on_rq;
4322         if (on_rq) {
4323                 dequeue_task(rq, p, 0);
4324                 dec_load(rq, p);
4325         }
4326
4327         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4328         set_load_weight(p);
4329         old_prio = p->prio;
4330         p->prio = effective_prio(p);
4331         delta = p->prio - old_prio;
4332
4333         if (on_rq) {
4334                 enqueue_task(rq, p, 0);
4335                 inc_load(rq, p);
4336                 /*
4337                  * If the task increased its priority or is running and
4338                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4339                  */
4340                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
4341                         resched_task(rq->curr);
4342         }
4343 out_unlock:
4344         task_rq_unlock(rq, &flags);
4345 }
4346 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
4347
4348 /*
4349  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
4350  * @p: task
4351  * @nice: nice value
4352  */
4353 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
4354 {
4355         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
4356         int nice_rlim = 20 - nice;
4357
4358         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
4359                 capable(CAP_SYS_NICE));
4360 }
4361
4362 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
4363
4364 /*
4365  * sys_nice - change the priority of the current process.
4366  * @increment: priority increment
4367  *
4368  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
4369  * does similar things.
4370  */
4371 asmlinkage long sys_nice(int increment)
4372 {
4373         long nice, retval;
4374
4375         /*
4376          * Setpriority might change our priority at the same moment.
4377          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
4378          * and we have a single winner.
4379          */
4380         if (increment < -40)
4381                 increment = -40;
4382         if (increment > 40)
4383                 increment = 40;
4384
4385         nice = PRIO_TO_NICE(current->static_prio) + increment;
4386         if (nice < -20)
4387                 nice = -20;
4388         if (nice > 19)
4389                 nice = 19;
4390
4391         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
4392                 return -EPERM;
4393
4394         retval = security_task_setnice(current, nice);
4395         if (retval)
4396                 return retval;
4397
4398         set_user_nice(current, nice);
4399         return 0;
4400 }
4401
4402 #endif
4403
4404 /**
4405  * task_prio - return the priority value of a given task.
4406  * @p: the task in question.
4407  *
4408  * This is the priority value as seen by users in /proc.
4409  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4410  * around 0, value goes from -16 to +15.
4411  */
4412 int task_prio(const struct task_struct *p)
4413 {
4414         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4415 }
4416
4417 /**
4418  * task_nice - return the nice value of a given task.
4419  * @p: the task in question.
4420  */
4421 int task_nice(const struct task_struct *p)
4422 {
4423         return TASK_NICE(p);
4424 }
4425 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
4426
4427 /**
4428  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
4429  * @cpu: the processor in question.
4430  */
4431 int idle_cpu(int cpu)
4432 {
4433         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
4434 }
4435
4436 /**
4437  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
4438  * @cpu: the processor in question.
4439  */
4440 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4441 {
4442         return cpu_rq(cpu)->idle;
4443 }
4444
4445 /**
4446  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4447  * @pid: the pid in question.
4448  */
4449 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4450 {
4451         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4452 }
4453
4454 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
4455 static void
4456 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
4457 {
4458         BUG_ON(p->se.on_rq);
4459
4460         p->policy = policy;
4461         switch (p->policy) {
4462         case SCHED_NORMAL:
4463         case SCHED_BATCH:
4464         case SCHED_IDLE:
4465                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4466                 break;
4467         case SCHED_FIFO:
4468         case SCHED_RR:
4469                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4470                 break;
4471         }
4472
4473         p->rt_priority = prio;
4474         p->normal_prio = normal_prio(p);
4475         /* we are holding p->pi_lock already */
4476         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
4477         set_load_weight(p);
4478 }
4479
4480 /**
4481  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4482  * @p: the task in question.
4483  * @policy: new policy.
4484  * @param: structure containing the new RT priority.
4485  *
4486  * NOTE that the task may be already dead.
4487  */
4488 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4489                        struct sched_param *param)
4490 {
4491         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
4492         unsigned long flags;
4493         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
4494         struct rq *rq;
4495
4496         /* may grab non-irq protected spin_locks */
4497         BUG_ON(in_interrupt());
4498 recheck:
4499         /* double check policy once rq lock held */
4500         if (policy < 0)
4501                 policy = oldpolicy = p->policy;
4502         else if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
4503                         policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
4504                         policy != SCHED_IDLE)
4505                 return -EINVAL;
4506         /*
4507          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4508          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4509          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4510          */
4511         if (param->sched_priority < 0 ||
4512             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4513             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4514                 return -EINVAL;
4515         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
4516                 return -EINVAL;
4517
4518         /*
4519          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4520          */
4521         if (!capable(CAP_SYS_NICE)) {
4522                 if (rt_policy(policy)) {
4523                         unsigned long rlim_rtprio;
4524
4525                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
4526                                 return -ESRCH;
4527                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
4528                         unlock_task_sighand(p, &flags);
4529
4530                         /* can't set/change the rt policy */
4531                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4532                                 return -EPERM;
4533
4534                         /* can't increase priority */
4535                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
4536                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
4537                                 return -EPERM;
4538                 }
4539                 /*
4540                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
4541                  * move out of SCHED_IDLE either:
4542                  */
4543                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
4544                         return -EPERM;
4545
4546                 /* can't change other user's priorities */
4547                 if ((current->euid != p->euid) &&
4548                     (current->euid != p->uid))
4549                         return -EPERM;
4550         }
4551
4552 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4553         /*
4554          * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4555          * assigned.
4556          */
4557         if (rt_policy(policy) && task_group(p)->rt_runtime == 0)
4558                 return -EPERM;
4559 #endif
4560
4561         retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
4562         if (retval)
4563                 return retval;
4564         /*
4565          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4566          * changing the priority of the task:
4567          */
4568         spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4569         /*
4570          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
4571          * runqueue lock must be held.
4572          */
4573         rq = __task_rq_lock(p);
4574         /* recheck policy now with rq lock held */
4575         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4576                 policy = oldpolicy = -1;
4577                 __task_rq_unlock(rq);
4578                 spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4579                 goto recheck;
4580         }
4581         update_rq_clock(rq);
4582         on_rq = p->se.on_rq;
4583         running = task_current(rq, p);
4584         if (on_rq) {
4585                 deactivate_task(rq, p, 0);
4586                 if (running)
4587                         p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
4588         }
4589
4590         oldprio = p->prio;
4591         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
4592
4593         if (on_rq) {
4594                 if (running)
4595                         p->sched_class->set_curr_task(rq);
4596
4597                 activate_task(rq, p, 0);
4598
4599                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
4600         }
4601         __task_rq_unlock(rq);
4602         spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4603
4604         rt_mutex_adjust_pi(p);
4605
4606         return 0;
4607 }
4608 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4609
4610 static int
4611 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4612 {
4613         struct sched_param lparam;
4614         struct task_struct *p;
4615         int retval;
4616
4617         if (!param || pid < 0)
4618                 return -EINVAL;
4619         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4620                 return -EFAULT;
4621
4622         rcu_read_lock();
4623         retval = -ESRCH;
4624         p = find_process_by_pid(pid);
4625         if (p != NULL)
4626                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4627         rcu_read_unlock();
4628
4629         return retval;
4630 }
4631
4632 /**
4633  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4634  * @pid: the pid in question.
4635  * @policy: new policy.
4636  * @param: structure containing the new RT priority.
4637  */
4638 asmlinkage long
4639 sys_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4640 {
4641         /* negative values for policy are not valid */
4642         if (policy < 0)
4643                 return -EINVAL;
4644
4645         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4646 }
4647
4648 /**
4649  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4650  * @pid: the pid in question.
4651  * @param: structure containing the new RT priority.
4652  */
4653 asmlinkage long sys_sched_setparam(pid_t pid, struct sched_param __user *param)
4654 {
4655         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
4656 }
4657
4658 /**
4659  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
4660  * @pid: the pid in question.
4661  */
4662 asmlinkage long sys_sched_getscheduler(pid_t pid)
4663 {
4664         struct task_struct *p;
4665         int retval;
4666
4667         if (pid < 0)
4668                 return -EINVAL;
4669
4670         retval = -ESRCH;
4671         read_lock(&tasklist_lock);
4672         p = find_process_by_pid(pid);
4673         if (p) {
4674                 retval = security_task_getscheduler(p);
4675                 if (!retval)
4676                         retval = p->policy;
4677         }
4678         read_unlock(&tasklist_lock);
4679         return retval;
4680 }
4681
4682 /**
4683  * sys_sched_getscheduler - get the RT priority of a thread
4684  * @pid: the pid in question.
4685  * @param: structure containing the RT priority.
4686  */
4687 asmlinkage long sys_sched_getparam(pid_t pid, struct sched_param __user *param)
4688 {
4689         struct sched_param lp;
4690         struct task_struct *p;
4691         int retval;
4692
4693         if (!param || pid < 0)
4694                 return -EINVAL;
4695
4696         read_lock(&tasklist_lock);
4697         p = find_process_by_pid(pid);
4698         retval = -ESRCH;
4699         if (!p)
4700                 goto out_unlock;
4701
4702         retval = security_task_getscheduler(p);
4703         if (retval)
4704                 goto out_unlock;
4705
4706         lp.sched_priority = p->rt_priority;
4707         read_unlock(&tasklist_lock);
4708
4709         /*
4710          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
4711          */
4712         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
4713
4714         return retval;
4715
4716 out_unlock:
4717         read_unlock(&tasklist_lock);
4718         return retval;
4719 }
4720
4721 long sched_setaffinity(pid_t pid, cpumask_t new_mask)
4722 {
4723         cpumask_t cpus_allowed;
4724         struct task_struct *p;
4725         int retval;
4726
4727         get_online_cpus();
4728         read_lock(&tasklist_lock);
4729
4730         p = find_process_by_pid(pid);
4731         if (!p) {
4732                 read_unlock(&tasklist_lock);
4733                 put_online_cpus();
4734                 return -ESRCH;
4735         }
4736
4737         /*
4738          * It is not safe to call set_cpus_allowed with the
4739          * tasklist_lock held. We will bump the task_struct's
4740          * usage count and then drop tasklist_lock.
4741          */
4742         get_task_struct(p);
4743         read_unlock(&tasklist_lock);
4744
4745         retval = -EPERM;
4746         if ((current->euid != p->euid) && (current->euid != p->uid) &&
4747                         !capable(CAP_SYS_NICE))
4748                 goto out_unlock;
4749
4750         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
4751         if (retval)
4752                 goto out_unlock;
4753
4754         cpus_allowed = cpuset_cpus_allowed(p);
4755         cpus_and(new_mask, new_mask, cpus_allowed);
4756  again:
4757         retval = set_cpus_allowed(p, new_mask);
4758
4759         if (!retval) {
4760                 cpus_allowed = cpuset_cpus_allowed(p);
4761                 if (!cpus_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
4762                         /*
4763                          * We must have raced with a concurrent cpuset
4764                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
4765                          * cpuset's cpus_allowed
4766                          */
4767                         new_mask = cpus_allowed;
4768                         goto again;
4769                 }
4770         }
4771 out_unlock:
4772         put_task_struct(p);
4773         put_online_cpus();
4774         return retval;
4775 }
4776
4777 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
4778                              cpumask_t *new_mask)
4779 {
4780         if (len < sizeof(cpumask_t)) {
4781                 memset(new_mask, 0, sizeof(cpumask_t));
4782         } else if (len > sizeof(cpumask_t)) {
4783                 len = sizeof(cpumask_t);
4784         }
4785         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
4786 }
4787
4788 /**
4789  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
4790  * @pid: pid of the process
4791  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4792  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
4793  */
4794 asmlinkage long sys_sched_setaffinity(pid_t pid, unsigned int len,
4795                                       unsigned long __user *user_mask_ptr)
4796 {
4797         cpumask_t new_mask;
4798         int retval;
4799
4800         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, &new_mask);
4801         if (retval)
4802                 return retval;
4803
4804         return sched_setaffinity(pid, new_mask);
4805 }
4806
4807 /*
4808  * Represents all cpu's present in the system
4809  * In systems capable of hotplug, this map could dynamically grow
4810  * as new cpu's are detected in the system via any platform specific
4811  * method, such as ACPI for e.g.
4812  */
4813
4814 cpumask_t cpu_present_map __read_mostly;
4815 EXPORT_SYMBOL(cpu_present_map);
4816
4817 #ifndef CONFIG_SMP
4818 cpumask_t cpu_online_map __read_mostly = CPU_MASK_ALL;
4819 EXPORT_SYMBOL(cpu_online_map);
4820
4821 cpumask_t cpu_possible_map __read_mostly = CPU_MASK_ALL;
4822 EXPORT_SYMBOL(cpu_possible_map);
4823 #endif
4824
4825 long sched_getaffinity(pid_t pid, cpumask_t *mask)
4826 {
4827         struct task_struct *p;
4828         int retval;
4829
4830         get_online_cpus();
4831         read_lock(&tasklist_lock);
4832
4833         retval = -ESRCH;
4834         p = find_process_by_pid(pid);
4835         if (!p)
4836                 goto out_unlock;
4837
4838         retval = security_task_getscheduler(p);
4839         if (retval)
4840                 goto out_unlock;
4841
4842         cpus_and(*mask, p->cpus_allowed, cpu_online_map);
4843
4844 out_unlock:
4845         read_unlock(&tasklist_lock);
4846         put_online_cpus();
4847
4848         return retval;
4849 }
4850
4851 /**
4852  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
4853  * @pid: pid of the process
4854  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
4855  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
4856  */
4857 asmlinkage long sys_sched_getaffinity(pid_t pid, unsigned int len,
4858                                       unsigned long __user *user_mask_ptr)
4859 {
4860         int ret;
4861         cpumask_t mask;
4862
4863         if (len < sizeof(cpumask_t))
4864                 return -EINVAL;
4865
4866         ret = sched_getaffinity(pid, &mask);
4867         if (ret < 0)
4868                 return ret;
4869
4870         if (copy_to_user(user_mask_ptr, &mask, sizeof(cpumask_t)))
4871                 return -EFAULT;
4872
4873         return sizeof(cpumask_t);
4874 }
4875
4876 /**
4877  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
4878  *
4879  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
4880  * other threads running on this CPU then this function will return.
4881  */
4882 asmlinkage long sys_sched_yield(void)
4883 {
4884         struct rq *rq = this_rq_lock();
4885
4886         schedstat_inc(rq, yld_count);
4887         current->sched_class->yield_task(rq);
4888
4889         /*
4890          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
4891          * no need to preempt or enable interrupts:
4892          */
4893         __release(rq->lock);
4894         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
4895         _raw_spin_unlock(&rq->lock);
4896         preempt_enable_no_resched();
4897
4898         schedule();
4899
4900         return 0;
4901 }
4902
4903 static void __cond_resched(void)
4904 {
4905 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK_SLEEP
4906         __might_sleep(__FILE__, __LINE__);
4907 #endif
4908         /*
4909          * The BKS might be reacquired before we have dropped
4910          * PREEMPT_ACTIVE, which could trigger a second
4911          * cond_resched() call.
4912          */
4913         do {
4914                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4915                 schedule();
4916                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4917         } while (need_resched());
4918 }
4919
4920 #if !defined(CONFIG_PREEMPT) || defined(CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY)
4921 int __sched _cond_resched(void)
4922 {
4923         if (need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE) &&
4924                                         system_state == SYSTEM_RUNNING) {
4925                 __cond_resched();
4926                 return 1;
4927         }
4928         return 0;
4929 }
4930 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
4931 #endif
4932
4933 /*
4934  * cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
4935  * call schedule, and on return reacquire the lock.
4936  *
4937  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
4938  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
4939  * spin_unlock(), once by hand).
4940  */
4941 int cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
4942 {
4943         int resched = need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING;
4944         int ret = 0;
4945
4946         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
4947                 spin_unlock(lock);
4948                 if (resched && need_resched())
4949                         __cond_resched();
4950                 else
4951                         cpu_relax();
4952                 ret = 1;
4953                 spin_lock(lock);
4954         }
4955         return ret;
4956 }
4957 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_lock);
4958
4959 int __sched cond_resched_softirq(void)
4960 {
4961         BUG_ON(!in_softirq());
4962
4963         if (need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING) {
4964                 local_bh_enable();
4965                 __cond_resched();
4966                 local_bh_disable();
4967                 return 1;
4968         }
4969         return 0;
4970 }
4971 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_softirq);
4972
4973 /**
4974  * yield - yield the current processor to other threads.
4975  *
4976  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
4977  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
4978  */
4979 void __sched yield(void)
4980 {
4981         set_current_state(TASK_RUNNING);
4982         sys_sched_yield();
4983 }
4984 EXPORT_SYMBOL(yield);
4985
4986 /*
4987  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
4988  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
4989  *
4990  * But don't do that if it is a deliberate, throttling IO wait (this task
4991  * has set its backing_dev_info: the queue against which it should throttle)
4992  */
4993 void __sched io_schedule(void)
4994 {
4995         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
4996
4997         delayacct_blkio_start();
4998         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4999         schedule();
5000         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5001         delayacct_blkio_end();
5002 }
5003 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5004
5005 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5006 {
5007         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
5008         long ret;
5009
5010         delayacct_blkio_start();
5011         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5012         ret = schedule_timeout(timeout);
5013         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5014         delayacct_blkio_end();
5015         return ret;
5016 }
5017
5018 /**
5019  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5020  * @policy: scheduling class.
5021  *
5022  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
5023  * by a given scheduling class.
5024  */
5025 asmlinkage long sys_sched_get_priority_max(int policy)
5026 {
5027         int ret = -EINVAL;
5028
5029         switch (policy) {
5030         case SCHED_FIFO:
5031         case SCHED_RR:
5032                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5033                 break;
5034         case SCHED_NORMAL:
5035         case SCHED_BATCH:
5036         case SCHED_IDLE:
5037                 ret = 0;
5038                 break;
5039         }
5040         return ret;
5041 }
5042
5043 /**
5044  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5045  * @policy: scheduling class.
5046  *
5047  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
5048  * by a given scheduling class.
5049  */
5050 asmlinkage long sys_sched_get_priority_min(int policy)
5051 {
5052         int ret = -EINVAL;
5053
5054         switch (policy) {
5055         case SCHED_FIFO:
5056         case SCHED_RR:
5057                 ret = 1;
5058                 break;
5059         case SCHED_NORMAL:
5060         case SCHED_BATCH:
5061         case SCHED_IDLE:
5062                 ret = 0;
5063         }
5064         return ret;
5065 }
5066
5067 /**
5068  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5069  * @pid: pid of the process.
5070  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5071  *
5072  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5073  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5074  */
5075 asmlinkage
5076 long sys_sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec __user *interval)
5077 {
5078         struct task_struct *p;
5079         unsigned int time_slice;
5080         int retval;
5081         struct timespec t;
5082
5083         if (pid < 0)
5084                 return -EINVAL;
5085
5086         retval = -ESRCH;
5087         read_lock(&tasklist_lock);
5088         p = find_process_by_pid(pid);
5089         if (!p)
5090                 goto out_unlock;
5091
5092         retval = security_task_getscheduler(p);
5093         if (retval)
5094                 goto out_unlock;
5095
5096         /*
5097          * Time slice is 0 for SCHED_FIFO tasks and for SCHED_OTHER
5098          * tasks that are on an otherwise idle runqueue:
5099          */
5100         time_slice = 0;
5101         if (p->policy == SCHED_RR) {
5102                 time_slice = DEF_TIMESLICE;
5103         } else {
5104                 struct sched_entity *se = &p->se;
5105                 unsigned long flags;
5106                 struct rq *rq;
5107
5108                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
5109                 if (rq->cfs.load.weight)
5110                         time_slice = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
5111                 task_rq_unlock(rq, &flags);
5112         }
5113         read_unlock(&tasklist_lock);
5114         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5115         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5116         return retval;
5117
5118 out_unlock:
5119         read_unlock(&tasklist_lock);
5120         return retval;
5121 }
5122
5123 static const char stat_nam[] = "RSDTtZX";
5124
5125 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5126 {
5127         unsigned long free = 0;
5128         unsigned state;
5129
5130         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
5131         printk(KERN_INFO "%-13.13s %c", p->comm,
5132                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5133 #if BITS_PER_LONG == 32
5134         if (state == TASK_RUNNING)
5135                 printk(KERN_CONT " running  ");
5136         else
5137                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
5138 #else
5139         if (state == TASK_RUNNING)
5140                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5141         else
5142                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
5143 #endif
5144 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5145         {
5146                 unsigned long *n = end_of_stack(p);
5147                 while (!*n)
5148                         n++;
5149                 free = (unsigned long)n - (unsigned long)end_of_stack(p);
5150         }
5151 #endif
5152         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d\n", free,
5153                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent));
5154
5155         show_stack(p, NULL);
5156 }
5157
5158 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5159 {
5160         struct task_struct *g, *p;
5161
5162 #if BITS_PER_LONG == 32
5163         printk(KERN_INFO
5164                 "  task                PC stack   pid father\n");
5165 #else
5166         printk(KERN_INFO
5167                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5168 #endif
5169         read_lock(&tasklist_lock);
5170         do_each_thread(g, p) {
5171                 /*
5172                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5173                  * console might take alot of time:
5174                  */
5175                 touch_nmi_watchdog();
5176                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5177                         sched_show_task(p);
5178         } while_each_thread(g, p);
5179
5180         touch_all_softlockup_watchdogs();
5181
5182 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5183         sysrq_sched_debug_show();
5184 #endif
5185         read_unlock(&tasklist_lock);
5186         /*
5187          * Only show locks if all tasks are dumped:
5188          */
5189         if (state_filter == -1)
5190                 debug_show_all_locks();
5191 }
5192
5193 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5194 {
5195         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5196 }
5197
5198 /**
5199  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5200  * @idle: task in question
5201  * @cpu: cpu the idle task belongs to
5202  *
5203  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5204  * flag, to make booting more robust.
5205  */
5206 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5207 {
5208         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5209         unsigned long flags;
5210
5211         __sched_fork(idle);
5212         idle->se.exec_start = sched_clock();
5213
5214         idle->prio = idle->normal_prio = MAX_PRIO;
5215         idle->cpus_allowed = cpumask_of_cpu(cpu);
5216         __set_task_cpu(idle, cpu);
5217
5218         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5219         rq->curr = rq->idle = idle;
5220 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
5221         idle->oncpu = 1;
5222 #endif
5223         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5224
5225         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5226         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
5227
5228         /*
5229          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5230          */
5231         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5232 }
5233
5234 /*
5235  * In a system that switches off the HZ timer nohz_cpu_mask
5236  * indicates which cpus entered this state. This is used
5237  * in the rcu update to wait only for active cpus. For system
5238  * which do not switch off the HZ timer nohz_cpu_mask should
5239  * always be CPU_MASK_NONE.
5240  */
5241 cpumask_t nohz_cpu_mask = CPU_MASK_NONE;
5242
5243 /*
5244  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
5245  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
5246  * to users decreases. But the relationship is not linear,
5247  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
5248  * number of CPUs.
5249  *
5250  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
5251  */
5252 static inline void sched_init_granularity(void)
5253 {
5254         unsigned int factor = 1 + ilog2(num_online_cpus());
5255         const unsigned long limit = 200000000;
5256
5257         sysctl_sched_min_granularity *= factor;
5258         if (sysctl_sched_min_granularity > limit)
5259                 sysctl_sched_min_granularity = limit;
5260
5261         sysctl_sched_latency *= factor;
5262         if (sysctl_sched_latency > limit)
5263                 sysctl_sched_latency = limit;
5264
5265         sysctl_sched_wakeup_granularity *= factor;
5266         sysctl_sched_batch_wakeup_granularity *= factor;
5267 }
5268
5269 #ifdef CONFIG_SMP
5270 /*
5271  * This is how migration works:
5272  *
5273  * 1) we queue a struct migration_req structure in the source CPU's
5274  *    runqueue and wake up that CPU's migration thread.
5275  * 2) we down() the locked semaphore => thread blocks.
5276  * 3) migration thread wakes up (implicitly it forces the migrated
5277  *    thread off the CPU)
5278  * 4) it gets the migration request and checks whether the migrated
5279  *    task is still in the wrong runqueue.
5280  * 5) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
5281  *    it and puts it into the right queue.
5282  * 6) migration thread up()s the semaphore.
5283  * 7) we wake up and the migration is done.
5284  */
5285
5286 /*
5287  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
5288  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
5289  * is removed from the allowed bitmask.
5290  *
5291  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
5292  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
5293  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
5294  */
5295 int set_cpus_allowed(struct task_struct *p, cpumask_t new_mask)
5296 {
5297         struct migration_req req;
5298         unsigned long flags;
5299         struct rq *rq;
5300         int ret = 0;
5301
5302         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5303         if (!cpus_intersects(new_mask, cpu_online_map)) {
5304                 ret = -EINVAL;
5305                 goto out;
5306         }
5307
5308         if (p->sched_class->set_cpus_allowed)
5309                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, &new_mask);
5310         else {
5311                 p->cpus_allowed = new_mask;
5312                 p->rt.nr_cpus_allowed = cpus_weight(new_mask);
5313         }
5314
5315         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
5316         if (cpu_isset(task_cpu(p), new_mask))
5317                 goto out;
5318
5319         if (migrate_task(p, any_online_cpu(new_mask), &req)) {
5320                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
5321                 task_rq_unlock(rq, &flags);
5322                 wake_up_process(rq->migration_thread);
5323                 wait_for_completion(&req.done);
5324                 tlb_migrate_finish(p->mm);
5325                 return 0;
5326         }
5327 out:
5328         task_rq_unlock(rq, &flags);
5329
5330         return ret;
5331 }
5332 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed);
5333
5334 /*
5335  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
5336  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
5337  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
5338  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
5339  *
5340  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
5341  * as the task is no longer on this CPU.
5342  *
5343  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
5344  */
5345 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
5346 {
5347         struct rq *rq_dest, *rq_src;
5348         int ret = 0, on_rq;
5349
5350         if (unlikely(cpu_is_offline(dest_cpu)))
5351                 return ret;
5352
5353         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
5354         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
5355
5356         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
5357         /* Already moved. */
5358         if (task_cpu(p) != src_cpu)
5359                 goto out;
5360         /* Affinity changed (again). */
5361         if (!cpu_isset(dest_cpu, p->cpus_allowed))
5362                 goto out;
5363
5364         on_rq = p->se.on_rq;
5365         if (on_rq)
5366                 deactivate_task(rq_src, p, 0);
5367
5368         set_task_cpu(p, dest_cpu);
5369         if (on_rq) {
5370                 activate_task(rq_dest, p, 0);
5371                 check_preempt_curr(rq_dest, p);
5372         }
5373         ret = 1;
5374 out:
5375         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
5376         return ret;
5377 }
5378
5379 /*
5380  * migration_thread - this is a highprio system thread that performs
5381  * thread migration by bumping thread off CPU then 'pushing' onto
5382  * another runqueue.
5383  */
5384 static int migration_thread(void *data)
5385 {
5386         int cpu = (long)data;
5387         struct rq *rq;
5388
5389         rq = cpu_rq(cpu);
5390         BUG_ON(rq->migration_thread != current);
5391
5392         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
5393         while (!kthread_should_stop()) {
5394                 struct migration_req *req;
5395                 struct list_head *head;
5396
5397                 spin_lock_irq(&rq->lock);
5398
5399                 if (cpu_is_offline(cpu)) {
5400                         spin_unlock_irq(&rq->lock);
5401                         goto wait_to_die;
5402                 }
5403
5404                 if (rq->active_balance) {
5405                         active_load_balance(rq, cpu);
5406                         rq->active_balance = 0;
5407                 }
5408
5409                 head = &rq->migration_queue;
5410
5411                 if (list_empty(head)) {
5412                         spin_unlock_irq(&rq->lock);
5413                         schedule();
5414                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
5415                         continue;
5416                 }
5417                 req = list_entry(head->next, struct migration_req, list);
5418                 list_del_init(head->next);
5419
5420                 spin_unlock(&rq->lock);
5421                 __migrate_task(req->task, cpu, req->dest_cpu);
5422                 local_irq_enable();
5423
5424                 complete(&req->done);
5425         }
5426         __set_current_state(TASK_RUNNING);
5427         return 0;
5428
5429 wait_to_die:
5430         /* Wait for kthread_stop */
5431         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
5432         while (!kthread_should_stop()) {
5433                 schedule();
5434                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
5435         }
5436         __set_current_state(TASK_RUNNING);
5437         return 0;
5438 }
5439
5440 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5441
5442 static int __migrate_task_irq(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
5443 {
5444         int ret;
5445
5446         local_irq_disable();
5447         ret = __migrate_task(p, src_cpu, dest_cpu);
5448         local_irq_enable();
5449         return ret;
5450 }
5451
5452 /*
5453  * Figure out where task on dead CPU should go, use force if necessary.
5454  * NOTE: interrupts should be disabled by the caller
5455  */
5456 static void move_task_off_dead_cpu(int dead_cpu, struct task_struct *p)
5457 {
5458         unsigned long flags;
5459         cpumask_t mask;
5460         struct rq *rq;
5461         int dest_cpu;
5462
5463         do {
5464                 /* On same node? */
5465                 mask = node_to_cpumask(cpu_to_node(dead_cpu));
5466                 cpus_and(mask, mask, p->cpus_allowed);
5467                 dest_cpu = any_online_cpu(mask);
5468
5469                 /* On any allowed CPU? */
5470                 if (dest_cpu == NR_CPUS)
5471                         dest_cpu = any_online_cpu(p->cpus_allowed);
5472
5473                 /* No more Mr. Nice Guy. */
5474                 if (dest_cpu == NR_CPUS) {
5475                         cpumask_t cpus_allowed = cpuset_cpus_allowed_locked(p);
5476                         /*
5477                          * Try to stay on the same cpuset, where the
5478                          * current cpuset may be a subset of all cpus.
5479                          * The cpuset_cpus_allowed_locked() variant of
5480                          * cpuset_cpus_allowed() will not block. It must be
5481                          * called within calls to cpuset_lock/cpuset_unlock.
5482                          */
5483                         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5484                         p->cpus_allowed = cpus_allowed;
5485                         dest_cpu = any_online_cpu(p->cpus_allowed);
5486                         task_rq_unlock(rq, &flags);
5487
5488                         /*
5489                          * Don't tell them about moving exiting tasks or
5490                          * kernel threads (both mm NULL), since they never
5491                          * leave kernel.
5492                          */
5493                         if (p->mm && printk_ratelimit()) {
5494                                 printk(KERN_INFO "process %d (%s) no "
5495                                        "longer affine to cpu%d\n",
5496                                         task_pid_nr(p), p->comm, dead_cpu);
5497                         }
5498                 }
5499         } while (!__migrate_task_irq(p, dead_cpu, dest_cpu));
5500 }
5501
5502 /*
5503  * While a dead CPU has no uninterruptible tasks queued at this point,
5504  * it might still have a nonzero ->nr_uninterruptible counter, because
5505  * for performance reasons the counter is not stricly tracking tasks to
5506  * their home CPUs. So we just add the counter to another CPU's counter,
5507  * to keep the global sum constant after CPU-down:
5508  */
5509 static void migrate_nr_uninterruptible(struct rq *rq_src)
5510 {
5511         struct rq *rq_dest = cpu_rq(any_online_cpu(CPU_MASK_ALL));
5512         unsigned long flags;
5513
5514         local_irq_save(flags);
5515         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
5516         rq_dest->nr_uninterruptible += rq_src->nr_uninterruptible;
5517         rq_src->nr_uninterruptible = 0;
5518         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
5519         local_irq_restore(flags);
5520 }
5521
5522 /* Run through task list and migrate tasks from the dead cpu. */
5523 static void migrate_live_tasks(int src_cpu)
5524 {
5525         struct task_struct *p, *t;
5526
5527         read_lock(&tasklist_lock);
5528
5529         do_each_thread(t, p) {
5530                 if (p == current)
5531                         continue;
5532
5533                 if (task_cpu(p) == src_cpu)
5534                         move_task_off_dead_cpu(src_cpu, p);
5535         } while_each_thread(t, p);
5536
5537         read_unlock(&tasklist_lock);
5538 }
5539
5540 /*
5541  * Schedules idle task to be the next runnable task on current CPU.
5542  * It does so by boosting its priority to highest possible.
5543  * Used by CPU offline code.
5544  */
5545 void sched_idle_next(void)
5546 {
5547         int this_cpu = smp_processor_id();
5548         struct rq *rq = cpu_rq(this_cpu);
5549         struct task_struct *p = rq->idle;
5550         unsigned long flags;
5551
5552         /* cpu has to be offline */
5553         BUG_ON(cpu_online(this_cpu));
5554
5555         /*
5556          * Strictly not necessary since rest of the CPUs are stopped by now
5557          * and interrupts disabled on the current cpu.
5558          */
5559         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5560
5561         __setscheduler(rq, p, SCHED_FIFO, MAX_RT_PRIO-1);
5562
5563         update_rq_clock(rq);
5564         activate_task(rq, p, 0);
5565
5566         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5567 }
5568
5569 /*
5570  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
5571  * offline.
5572  */
5573 void idle_task_exit(void)
5574 {
5575         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5576
5577         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5578
5579         if (mm != &init_mm)
5580                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
5581         mmdrop(mm);
5582 }
5583
5584 /* called under rq->lock with disabled interrupts */
5585 static void migrate_dead(unsigned int dead_cpu, struct task_struct *p)
5586 {
5587         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
5588
5589         /* Must be exiting, otherwise would be on tasklist. */
5590         BUG_ON(!p->exit_state);
5591
5592         /* Cannot have done final schedule yet: would have vanished. */
5593         BUG_ON(p->state == TASK_DEAD);
5594
5595         get_task_struct(p);
5596
5597         /*
5598          * Drop lock around migration; if someone else moves it,
5599          * that's OK. No task can be added to this CPU, so iteration is
5600          * fine.
5601          */
5602         spin_unlock_irq(&rq->lock);
5603         move_task_off_dead_cpu(dead_cpu, p);
5604         spin_lock_irq(&rq->lock);
5605
5606         put_task_struct(p);
5607 }
5608
5609 /* release_task() removes task from tasklist, so we won't find dead tasks. */
5610 static void migrate_dead_tasks(unsigned int dead_cpu)
5611 {
5612         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
5613         struct task_struct *next;
5614
5615         for ( ; ; ) {
5616                 if (!rq->nr_running)
5617                         break;
5618                 update_rq_clock(rq);
5619                 next = pick_next_task(rq, rq->curr);
5620                 if (!next)
5621                         break;
5622                 migrate_dead(dead_cpu, next);
5623
5624         }
5625 }
5626 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5627
5628 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
5629
5630 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
5631         {
5632                 .procname       = "sched_domain",
5633                 .mode           = 0555,
5634         },
5635         {0, },
5636 };
5637
5638 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
5639         {
5640                 .ctl_name       = CTL_KERN,
5641                 .procname       = "kernel",
5642                 .mode           = 0555,
5643                 .child          = sd_ctl_dir,
5644         },
5645         {0, },
5646 };
5647
5648 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
5649 {
5650         struct ctl_table *entry =
5651                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
5652
5653         return entry;
5654 }
5655
5656 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
5657 {
5658         struct ctl_table *entry;
5659
5660         /*
5661          * In the intermediate directories, both the child directory and
5662          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
5663          * will always be set. In the lowest directory the names are
5664          * static strings and all have proc handlers.
5665          */
5666         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
5667                 if (entry->child)
5668                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
5669                 if (entry->proc_handler == NULL)
5670                         kfree(entry->procname);
5671         }
5672
5673         kfree(*tablep);
5674         *tablep = NULL;
5675 }
5676
5677 static void
5678 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
5679                 const char *procname, void *data, int maxlen,
5680                 mode_t mode, proc_handler *proc_handler)
5681 {
5682         entry->procname = procname;
5683         entry->data = data;
5684         entry->maxlen = maxlen;
5685         entry->mode = mode;
5686         entry->proc_handler = proc_handler;
5687 }
5688
5689 static struct ctl_table *
5690 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
5691 {
5692         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(12);
5693
5694         if (table == NULL)
5695                 return NULL;
5696
5697         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
5698                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
5699         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
5700                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
5701         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
5702                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5703         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
5704                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5705         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
5706                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5707         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
5708                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5709         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
5710                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5711         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
5712                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5713         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
5714                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5715         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
5716                 &sd->cache_nice_tries,
5717                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5718         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
5719                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
5720         /* &table[11] is terminator */
5721
5722         return table;
5723 }
5724
5725 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
5726 {
5727         struct ctl_table *entry, *table;
5728         struct sched_domain *sd;
5729         int domain_num = 0, i;
5730         char buf[32];
5731
5732         for_each_domain(cpu, sd)
5733                 domain_num++;
5734         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
5735         if (table == NULL)
5736                 return NULL;
5737
5738         i = 0;
5739         for_each_domain(cpu, sd) {
5740                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
5741                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5742                 entry->mode = 0555;
5743                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
5744                 entry++;
5745                 i++;
5746         }
5747         return table;
5748 }
5749
5750 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
5751 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5752 {
5753         int i, cpu_num = num_online_cpus();
5754         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
5755         char buf[32];
5756
5757         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
5758         sd_ctl_dir[0].child = entry;
5759
5760         if (entry == NULL)
5761                 return;
5762
5763         for_each_online_cpu(i) {
5764                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
5765                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
5766                 entry->mode = 0555;
5767                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
5768                 entry++;
5769         }
5770
5771         WARN_ON(sd_sysctl_header);
5772         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
5773 }
5774
5775 /* may be called multiple times per register */
5776 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5777 {
5778         if (sd_sysctl_header)
5779                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
5780         sd_sysctl_header = NULL;
5781         if (sd_ctl_dir[0].child)
5782                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
5783 }
5784 #else
5785 static void register_sched_domain_sysctl(void)
5786 {
5787 }
5788 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
5789 {
5790 }
5791 #endif
5792
5793 /*
5794  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
5795  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
5796  */
5797 static int __cpuinit
5798 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
5799 {
5800         struct task_struct *p;
5801         int cpu = (long)hcpu;
5802         unsigned long flags;
5803         struct rq *rq;
5804
5805         switch (action) {
5806
5807         case CPU_UP_PREPARE:
5808         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
5809                 p = kthread_create(migration_thread, hcpu, "migration/%d", cpu);
5810                 if (IS_ERR(p))
5811                         return NOTIFY_BAD;
5812                 kthread_bind(p, cpu);
5813                 /* Must be high prio: stop_machine expects to yield to it. */
5814                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
5815                 __setscheduler(rq, p, SCHED_FIFO, MAX_RT_PRIO-1);
5816                 task_rq_unlock(rq, &flags);
5817                 cpu_rq(cpu)->migration_thread = p;
5818                 break;
5819
5820         case CPU_ONLINE:
5821         case CPU_ONLINE_FROZEN:
5822                 /* Strictly unnecessary, as first user will wake it. */
5823                 wake_up_process(cpu_rq(cpu)->migration_thread);
5824
5825                 /* Update our root-domain */
5826                 rq = cpu_rq(cpu);
5827                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5828                 if (rq->rd) {
5829                         BUG_ON(!cpu_isset(cpu, rq->rd->span));
5830                         cpu_set(cpu, rq->rd->online);
5831                 }
5832                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5833                 break;
5834
5835 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5836         case CPU_UP_CANCELED:
5837         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
5838                 if (!cpu_rq(cpu)->migration_thread)
5839                         break;
5840                 /* Unbind it from offline cpu so it can run. Fall thru. */
5841                 kthread_bind(cpu_rq(cpu)->migration_thread,
5842                              any_online_cpu(cpu_online_map));
5843                 kthread_stop(cpu_rq(cpu)->migration_thread);
5844                 cpu_rq(cpu)->migration_thread = NULL;
5845                 break;
5846
5847         case CPU_DEAD:
5848         case CPU_DEAD_FROZEN:
5849                 cpuset_lock(); /* around calls to cpuset_cpus_allowed_lock() */
5850                 migrate_live_tasks(cpu);
5851                 rq = cpu_rq(cpu);
5852                 kthread_stop(rq->migration_thread);
5853                 rq->migration_thread = NULL;
5854                 /* Idle task back to normal (off runqueue, low prio) */
5855                 spin_lock_irq(&rq->lock);
5856                 update_rq_clock(rq);
5857                 deactivate_task(rq, rq->idle, 0);
5858                 rq->idle->static_prio = MAX_PRIO;
5859                 __setscheduler(rq, rq->idle, SCHED_NORMAL, 0);
5860                 rq->idle->sched_class = &idle_sched_class;
5861                 migrate_dead_tasks(cpu);
5862                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
5863                 cpuset_unlock();
5864                 migrate_nr_uninterruptible(rq);
5865                 BUG_ON(rq->nr_running != 0);
5866
5867                 /*
5868                  * No need to migrate the tasks: it was best-effort if
5869                  * they didn't take sched_hotcpu_mutex. Just wake up
5870                  * the requestors.
5871                  */
5872                 spin_lock_irq(&rq->lock);
5873                 while (!list_empty(&rq->migration_queue)) {
5874                         struct migration_req *req;
5875
5876                         req = list_entry(rq->migration_queue.next,
5877                                          struct migration_req, list);
5878                         list_del_init(&req->list);
5879                         complete(&req->done);
5880                 }
5881                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
5882                 break;
5883
5884         case CPU_DOWN_PREPARE:
5885                 /* Update our root-domain */
5886                 rq = cpu_rq(cpu);
5887                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5888                 if (rq->rd) {
5889                         BUG_ON(!cpu_isset(cpu, rq->rd->span));
5890                         cpu_clear(cpu, rq->rd->online);
5891                 }
5892                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5893                 break;
5894 #endif
5895         }
5896         return NOTIFY_OK;
5897 }
5898
5899 /* Register at highest priority so that task migration (migrate_all_tasks)
5900  * happens before everything else.
5901  */
5902 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
5903         .notifier_call = migration_call,
5904         .priority = 10
5905 };
5906
5907 void __init migration_init(void)
5908 {
5909         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
5910         int err;
5911
5912         /* Start one for the boot CPU: */
5913         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
5914         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
5915         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
5916         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
5917 }
5918 #endif
5919
5920 #ifdef CONFIG_SMP
5921
5922 /* Number of possible processor ids */
5923 int nr_cpu_ids __read_mostly = NR_CPUS;
5924 EXPORT_SYMBOL(nr_cpu_ids);
5925
5926 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5927
5928 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level)
5929 {
5930         struct sched_group *group = sd->groups;
5931         cpumask_t groupmask;
5932         char str[NR_CPUS];
5933
5934         cpumask_scnprintf(str, NR_CPUS, sd->span);
5935         cpus_clear(groupmask);
5936
5937         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
5938
5939         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
5940                 printk("does not load-balance\n");
5941                 if (sd->parent)
5942                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
5943                                         " has parent");
5944                 return -1;
5945         }
5946
5947         printk(KERN_CONT "span %s\n", str);
5948
5949         if (!cpu_isset(cpu, sd->span)) {
5950                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
5951                                 "CPU%d\n", cpu);
5952         }
5953         if (!cpu_isset(cpu, group->cpumask)) {
5954                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
5955                                 " CPU%d\n", cpu);
5956         }
5957
5958         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
5959         do {
5960                 if (!group) {
5961                         printk("\n");
5962                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
5963                         break;
5964                 }
5965
5966                 if (!group->__cpu_power) {
5967                         printk(KERN_CONT "\n");
5968                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
5969                                         "set\n");
5970                         break;
5971                 }
5972
5973                 if (!cpus_weight(group->cpumask)) {
5974                         printk(KERN_CONT "\n");
5975                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
5976                         break;
5977                 }
5978
5979                 if (cpus_intersects(groupmask, group->cpumask)) {
5980                         printk(KERN_CONT "\n");
5981                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
5982                         break;
5983                 }
5984
5985                 cpus_or(groupmask, groupmask, group->cpumask);
5986
5987                 cpumask_scnprintf(str, NR_CPUS, group->cpumask);
5988                 printk(KERN_CONT " %s", str);
5989
5990                 group = group->next;
5991         } while (group != sd->groups);
5992         printk(KERN_CONT "\n");
5993
5994         if (!cpus_equal(sd->span, groupmask))
5995                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
5996
5997         if (sd->parent && !cpus_subset(groupmask, sd->parent->span))
5998                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
5999                         "of domain->span\n");
6000         return 0;
6001 }
6002
6003 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
6004 {
6005         int level = 0;
6006
6007         if (!sd) {
6008                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
6009                 return;
6010         }
6011
6012         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
6013
6014         for (;;) {
6015                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level))
6016                         break;
6017                 level++;
6018                 sd = sd->parent;
6019                 if (!sd)
6020                         break;
6021         }
6022 }
6023 #else
6024 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
6025 #endif
6026
6027 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
6028 {
6029         if (cpus_weight(sd->span) == 1)
6030                 return 1;
6031
6032         /* Following flags need at least 2 groups */
6033         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
6034                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
6035                          SD_BALANCE_FORK |
6036                          SD_BALANCE_EXEC |
6037                          SD_SHARE_CPUPOWER |
6038                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
6039                 if (sd->groups != sd->groups->next)
6040                         return 0;
6041         }
6042
6043         /* Following flags don't use groups */
6044         if (sd->flags & (SD_WAKE_IDLE |
6045                          SD_WAKE_AFFINE |
6046                          SD_WAKE_BALANCE))
6047                 return 0;
6048
6049         return 1;
6050 }
6051
6052 static int
6053 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
6054 {
6055         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
6056
6057         if (sd_degenerate(parent))
6058                 return 1;
6059
6060         if (!cpus_equal(sd->span, parent->span))
6061                 return 0;
6062
6063         /* Does parent contain flags not in child? */
6064         /* WAKE_BALANCE is a subset of WAKE_AFFINE */
6065         if (cflags & SD_WAKE_AFFINE)
6066                 pflags &= ~SD_WAKE_BALANCE;
6067         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
6068         if (parent->groups == parent->groups->next) {
6069                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
6070                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
6071                                 SD_BALANCE_FORK |
6072                                 SD_BALANCE_EXEC |
6073                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
6074                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
6075         }
6076         if (~cflags & pflags)
6077                 return 0;
6078
6079         return 1;
6080 }
6081
6082 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
6083 {
6084         unsigned long flags;
6085         const struct sched_class *class;
6086
6087         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6088
6089         if (rq->rd) {
6090                 struct root_domain *old_rd = rq->rd;
6091
6092                 for (class = sched_class_highest; class; class = class->next) {
6093                         if (class->leave_domain)
6094                                 class->leave_domain(rq);
6095                 }
6096
6097                 cpu_clear(rq->cpu, old_rd->span);
6098                 cpu_clear(rq->cpu, old_rd->online);
6099
6100                 if (atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
6101                         kfree(old_rd);
6102         }
6103
6104         atomic_inc(&rd->refcount);
6105         rq->rd = rd;
6106
6107         cpu_set(rq->cpu, rd->span);
6108         if (cpu_isset(rq->cpu, cpu_online_map))
6109                 cpu_set(rq->cpu, rd->online);
6110
6111         for (class = sched_class_highest; class; class = class->next) {
6112                 if (class->join_domain)
6113                         class->join_domain(rq);
6114         }
6115
6116         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6117 }
6118
6119 static void init_rootdomain(struct root_domain *rd)
6120 {
6121         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
6122
6123         cpus_clear(rd->span);
6124         cpus_clear(rd->online);
6125 }
6126
6127 static void init_defrootdomain(void)
6128 {
6129         init_rootdomain(&def_root_domain);
6130         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
6131 }
6132
6133 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
6134 {
6135         struct root_domain *rd;
6136
6137         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
6138         if (!rd)
6139                 return NULL;
6140
6141         init_rootdomain(rd);
6142
6143         return rd;
6144 }
6145
6146 /*
6147  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
6148  * hold the hotplug lock.
6149  */
6150 static void
6151 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
6152 {
6153         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6154         struct sched_domain *tmp;
6155
6156         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
6157         for (tmp = sd; tmp; tmp = tmp->parent) {
6158                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
6159                 if (!parent)
6160                         break;
6161                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
6162                         tmp->parent = parent->parent;
6163                         if (parent->parent)
6164                                 parent->parent->child = tmp;
6165                 }
6166         }
6167
6168         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
6169                 sd = sd->parent;
6170                 if (sd)
6171                         sd->child = NULL;
6172         }
6173
6174         sched_domain_debug(sd, cpu);
6175
6176         rq_attach_root(rq, rd);
6177         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
6178 }
6179
6180 /* cpus with isolated domains */
6181 static cpumask_t cpu_isolated_map = CPU_MASK_NONE;
6182
6183 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
6184 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
6185 {
6186         int ints[NR_CPUS], i;
6187
6188         str = get_options(str, ARRAY_SIZE(ints), ints);
6189         cpus_clear(cpu_isolated_map);
6190         for (i = 1; i <= ints[0]; i++)
6191                 if (ints[i] < NR_CPUS)
6192                         cpu_set(ints[i], cpu_isolated_map);
6193         return 1;
6194 }
6195
6196 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
6197
6198 /*
6199  * init_sched_build_groups takes the cpumask we wish to span, and a pointer
6200  * to a function which identifies what group(along with sched group) a CPU
6201  * belongs to. The return value of group_fn must be a >= 0 and < NR_CPUS
6202  * (due to the fact that we keep track of groups covered with a cpumask_t).
6203  *
6204  * init_sched_build_groups will build a circular linked list of the groups
6205  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
6206  * and ->cpu_power to 0.
6207  */
6208 static void
6209 init_sched_build_groups(cpumask_t span, const cpumask_t *cpu_map,
6210                         int (*group_fn)(int cpu, const cpumask_t *cpu_map,
6211                                         struct sched_group **sg))
6212 {
6213         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
6214         cpumask_t covered = CPU_MASK_NONE;
6215         int i;
6216
6217         for_each_cpu_mask(i, span) {
6218                 struct sched_group *sg;
6219                 int group = group_fn(i, cpu_map, &sg);
6220                 int j;
6221
6222                 if (cpu_isset(i, covered))
6223                         continue;
6224
6225                 sg->cpumask = CPU_MASK_NONE;
6226                 sg->__cpu_power = 0;
6227
6228                 for_each_cpu_mask(j, span) {
6229                         if (group_fn(j, cpu_map, NULL) != group)
6230                                 continue;
6231
6232                         cpu_set(j, covered);
6233                         cpu_set(j, sg->cpumask);
6234                 }
6235                 if (!first)
6236                         first = sg;
6237                 if (last)
6238                         last->next = sg;
6239                 last = sg;
6240         }
6241         last->next = first;
6242 }
6243
6244 #define SD_NODES_PER_DOMAIN 16
6245
6246 #ifdef CONFIG_NUMA
6247
6248 /**
6249  * find_next_best_node - find the next node to include in a sched_domain
6250  * @node: node whose sched_domain we're building
6251  * @used_nodes: nodes already in the sched_domain
6252  *
6253  * Find the next node to include in a given scheduling domain. Simply
6254  * finds the closest node not already in the @used_nodes map.
6255  *
6256  * Should use nodemask_t.
6257  */
6258 static int find_next_best_node(int node, unsigned long *used_nodes)
6259 {
6260         int i, n, val, min_val, best_node = 0;
6261
6262         min_val = INT_MAX;
6263
6264         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
6265                 /* Start at @node */
6266                 n = (node + i) % MAX_NUMNODES;
6267
6268                 if (!nr_cpus_node(n))
6269                         continue;
6270
6271                 /* Skip already used nodes */
6272                 if (test_bit(n, used_nodes))
6273                         continue;
6274
6275                 /* Simple min distance search */
6276                 val = node_distance(node, n);
6277
6278                 if (val < min_val) {
6279                         min_val = val;
6280                         best_node = n;
6281                 }
6282         }
6283
6284         set_bit(best_node, used_nodes);
6285         return best_node;
6286 }
6287
6288 /**
6289  * sched_domain_node_span - get a cpumask for a node's sched_domain
6290  * @node: node whose cpumask we're constructing
6291  * @size: number of nodes to include in this span
6292  *
6293  * Given a node, construct a good cpumask for its sched_domain to span. It
6294  * should be one that prevents unnecessary balancing, but also spreads tasks
6295  * out optimally.
6296  */
6297 static cpumask_t sched_domain_node_span(int node)
6298 {
6299         DECLARE_BITMAP(used_nodes, MAX_NUMNODES);
6300         cpumask_t span, nodemask;
6301         int i;
6302
6303         cpus_clear(span);
6304         bitmap_zero(used_nodes, MAX_NUMNODES);
6305
6306         nodemask = node_to_cpumask(node);
6307         cpus_or(span, span, nodemask);
6308         set_bit(node, used_nodes);
6309
6310         for (i = 1; i < SD_NODES_PER_DOMAIN; i++) {
6311                 int next_node = find_next_best_node(node, used_nodes);
6312
6313                 nodemask = node_to_cpumask(next_node);
6314                 cpus_or(span, span, nodemask);
6315         }
6316
6317         return span;
6318 }
6319 #endif
6320
6321 int sched_smt_power_savings = 0, sched_mc_power_savings = 0;
6322
6323 /*
6324  * SMT sched-domains:
6325  */
6326 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6327 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain, cpu_domains);
6328 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_group, sched_group_cpus);
6329
6330 static int
6331 cpu_to_cpu_group(int cpu, const cpumask_t *cpu_map, struct sched_group **sg)
6332 {
6333         if (sg)
6334                 *sg = &per_cpu(sched_group_cpus, cpu);
6335         return cpu;
6336 }
6337 #endif
6338
6339 /*
6340  * multi-core sched-domains:
6341  */
6342 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6343 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain, core_domains);
6344 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_group, sched_group_core);
6345 #endif
6346
6347 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) && defined(CONFIG_SCHED_SMT)
6348 static int
6349 cpu_to_core_group(int cpu, const cpumask_t *cpu_map, struct sched_group **sg)
6350 {
6351         int group;
6352         cpumask_t mask = per_cpu(cpu_sibling_map, cpu);
6353         cpus_and(mask, mask, *cpu_map);
6354         group = first_cpu(mask);
6355         if (sg)
6356                 *sg = &per_cpu(sched_group_core, group);
6357         return group;
6358 }
6359 #elif defined(CONFIG_SCHED_MC)
6360 static int
6361 cpu_to_core_group(int cpu, const cpumask_t *cpu_map, struct sched_group **sg)
6362 {
6363         if (sg)
6364                 *sg = &per_cpu(sched_group_core, cpu);
6365         return cpu;
6366 }
6367 #endif
6368
6369 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain, phys_domains);
6370 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_group, sched_group_phys);
6371
6372 static int
6373 cpu_to_phys_group(int cpu, const cpumask_t *cpu_map, struct sched_group **sg)
6374 {
6375         int group;
6376 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6377         cpumask_t mask = cpu_coregroup_map(cpu);
6378         cpus_and(mask, mask, *cpu_map);
6379         group = first_cpu(mask);
6380 #elif defined(CONFIG_SCHED_SMT)
6381         cpumask_t mask = per_cpu(cpu_sibling_map, cpu);
6382         cpus_and(mask, mask, *cpu_map);
6383         group = first_cpu(mask);
6384 #else
6385         group = cpu;
6386 #endif
6387         if (sg)
6388                 *sg = &per_cpu(sched_group_phys, group);
6389         return group;
6390 }
6391
6392 #ifdef CONFIG_NUMA
6393 /*
6394  * The init_sched_build_groups can't handle what we want to do with node
6395  * groups, so roll our own. Now each node has its own list of groups which
6396  * gets dynamically allocated.
6397  */
6398 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain, node_domains);
6399 static struct sched_group **sched_group_nodes_bycpu[NR_CPUS];
6400
6401 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_domain, allnodes_domains);
6402 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_group, sched_group_allnodes);
6403
6404 static int cpu_to_allnodes_group(int cpu, const cpumask_t *cpu_map,
6405                                  struct sched_group **sg)
6406 {
6407         cpumask_t nodemask = node_to_cpumask(cpu_to_node(cpu));
6408         int group;
6409
6410         cpus_and(nodemask, nodemask, *cpu_map);
6411         group = first_cpu(nodemask);
6412
6413         if (sg)
6414                 *sg = &per_cpu(sched_group_allnodes, group);
6415         return group;
6416 }
6417
6418 static void init_numa_sched_groups_power(struct sched_group *group_head)
6419 {
6420         struct sched_group *sg = group_head;
6421         int j;
6422
6423         if (!sg)
6424                 return;
6425         do {
6426                 for_each_cpu_mask(j, sg->cpumask) {
6427                         struct sched_domain *sd;
6428
6429                         sd = &per_cpu(phys_domains, j);
6430                         if (j != first_cpu(sd->groups->cpumask)) {
6431                                 /*
6432                                  * Only add "power" once for each
6433                                  * physical package.
6434                                  */
6435                                 continue;
6436                         }
6437
6438                         sg_inc_cpu_power(sg, sd->groups->__cpu_power);
6439                 }
6440                 sg = sg->next;
6441         } while (sg != group_head);
6442 }
6443 #endif
6444
6445 #ifdef CONFIG_NUMA
6446 /* Free memory allocated for various sched_group structures */
6447 static void free_sched_groups(const cpumask_t *cpu_map)
6448 {
6449         int cpu, i;
6450
6451         for_each_cpu_mask(cpu, *cpu_map) {
6452                 struct sched_group **sched_group_nodes
6453                         = sched_group_nodes_bycpu[cpu];
6454
6455                 if (!sched_group_nodes)
6456                         continue;
6457
6458                 for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
6459                         cpumask_t nodemask = node_to_cpumask(i);
6460                         struct sched_group *oldsg, *sg = sched_group_nodes[i];
6461
6462                         cpus_and(nodemask, nodemask, *cpu_map);
6463                         if (cpus_empty(nodemask))
6464                                 continue;
6465
6466                         if (sg == NULL)
6467                                 continue;
6468                         sg = sg->next;
6469 next_sg:
6470                         oldsg = sg;
6471                         sg = sg->next;
6472                         kfree(oldsg);
6473                         if (oldsg != sched_group_nodes[i])
6474                                 goto next_sg;
6475                 }
6476                 kfree(sched_group_nodes);
6477                 sched_group_nodes_bycpu[cpu] = NULL;
6478         }
6479 }
6480 #else
6481 static void free_sched_groups(const cpumask_t *cpu_map)
6482 {
6483 }
6484 #endif
6485
6486 /*
6487  * Initialize sched groups cpu_power.
6488  *
6489  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
6490  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
6491  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
6492  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
6493  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
6494  * less cpu_power.
6495  *
6496  * cpu_power will be a multiple of SCHED_LOAD_SCALE. This multiple represents
6497  * the maximum number of tasks a group can handle in the presence of other idle
6498  * or lightly loaded groups in the same sched domain.
6499  */
6500 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
6501 {
6502         struct sched_domain *child;
6503         struct sched_group *group;
6504
6505         WARN_ON(!sd || !sd->groups);
6506
6507         if (cpu != first_cpu(sd->groups->cpumask))
6508                 return;
6509
6510         child = sd->child;
6511
6512         sd->groups->__cpu_power = 0;
6513
6514         /*
6515          * For perf policy, if the groups in child domain share resources
6516          * (for example cores sharing some portions of the cache hierarchy
6517          * or SMT), then set this domain groups cpu_power such that each group
6518          * can handle only one task, when there are other idle groups in the
6519          * same sched domain.
6520          */
6521         if (!child || (!(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE) &&
6522                        (child->flags &
6523                         (SD_SHARE_CPUPOWER | SD_SHARE_PKG_RESOURCES)))) {
6524                 sg_inc_cpu_power(sd->groups, SCHED_LOAD_SCALE);
6525                 return;
6526         }
6527
6528         /*
6529          * add cpu_power of each child group to this groups cpu_power
6530          */
6531         group = child->groups;
6532         do {
6533                 sg_inc_cpu_power(sd->groups, group->__cpu_power);
6534                 group = group->next;
6535         } while (group != child->groups);
6536 }
6537
6538 /*
6539  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
6540  * to the individual cpus
6541  */
6542 static int build_sched_domains(const cpumask_t *cpu_map)
6543 {
6544         int i;
6545         struct root_domain *rd;
6546 #ifdef CONFIG_NUMA
6547         struct sched_group **sched_group_nodes = NULL;
6548         int sd_allnodes = 0;
6549
6550         /*
6551          * Allocate the per-node list of sched groups
6552          */
6553         sched_group_nodes = kcalloc(MAX_NUMNODES, sizeof(struct sched_group *),
6554                                     GFP_KERNEL);
6555         if (!sched_group_nodes) {
6556                 printk(KERN_WARNING "Can not alloc sched group node list\n");
6557                 return -ENOMEM;
6558         }
6559         sched_group_nodes_bycpu[first_cpu(*cpu_map)] = sched_group_nodes;
6560 #endif
6561
6562         rd = alloc_rootdomain();
6563         if (!rd) {
6564                 printk(KERN_WARNING "Cannot alloc root domain\n");
6565                 return -ENOMEM;
6566         }
6567
6568         /*
6569          * Set up domains for cpus specified by the cpu_map.
6570          */
6571         for_each_cpu_mask(i, *cpu_map) {
6572                 struct sched_domain *sd = NULL, *p;
6573                 cpumask_t nodemask = node_to_cpumask(cpu_to_node(i));
6574
6575                 cpus_and(nodemask, nodemask, *cpu_map);
6576
6577 #ifdef CONFIG_NUMA
6578                 if (cpus_weight(*cpu_map) >
6579                                 SD_NODES_PER_DOMAIN*cpus_weight(nodemask)) {
6580                         sd = &per_cpu(allnodes_domains, i);
6581                         *sd = SD_ALLNODES_INIT;
6582                         sd->span = *cpu_map;
6583                         cpu_to_allnodes_group(i, cpu_map, &sd->groups);
6584                         p = sd;
6585                         sd_allnodes = 1;
6586                 } else
6587                         p = NULL;
6588
6589                 sd = &per_cpu(node_domains, i);
6590                 *sd = SD_NODE_INIT;
6591                 sd->span = sched_domain_node_span(cpu_to_node(i));
6592                 sd->parent = p;
6593                 if (p)
6594                         p->child = sd;
6595                 cpus_and(sd->span, sd->span, *cpu_map);
6596 #endif
6597
6598                 p = sd;
6599                 sd = &per_cpu(phys_domains, i);
6600                 *sd = SD_CPU_INIT;
6601                 sd->span = nodemask;
6602                 sd->parent = p;
6603                 if (p)
6604                         p->child = sd;
6605                 cpu_to_phys_group(i, cpu_map, &sd->groups);
6606
6607 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6608                 p = sd;
6609                 sd = &per_cpu(core_domains, i);
6610                 *sd = SD_MC_INIT;
6611                 sd->span = cpu_coregroup_map(i);
6612                 cpus_and(sd->span, sd->span, *cpu_map);
6613                 sd->parent = p;
6614                 p->child = sd;
6615                 cpu_to_core_group(i, cpu_map, &sd->groups);
6616 #endif
6617
6618 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6619                 p = sd;
6620                 sd = &per_cpu(cpu_domains, i);
6621                 *sd = SD_SIBLING_INIT;
6622                 sd->span = per_cpu(cpu_sibling_map, i);
6623                 cpus_and(sd->span, sd->span, *cpu_map);
6624                 sd->parent = p;
6625                 p->child = sd;
6626                 cpu_to_cpu_group(i, cpu_map, &sd->groups);
6627 #endif
6628         }
6629
6630 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6631         /* Set up CPU (sibling) groups */
6632         for_each_cpu_mask(i, *cpu_map) {
6633                 cpumask_t this_sibling_map = per_cpu(cpu_sibling_map, i);
6634                 cpus_and(this_sibling_map, this_sibling_map, *cpu_map);
6635                 if (i != first_cpu(this_sibling_map))
6636                         continue;
6637
6638                 init_sched_build_groups(this_sibling_map, cpu_map,
6639                                         &cpu_to_cpu_group);
6640         }
6641 #endif
6642
6643 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
6644         /* Set up multi-core groups */
6645         for_each_cpu_mask(i, *cpu_map) {
6646                 cpumask_t this_core_map = cpu_coregroup_map(i);
6647                 cpus_and(this_core_map, this_core_map, *cpu_map);
6648                 if (i != first_cpu(this_core_map))
6649                         continue;
6650                 init_sched_build_groups(this_core_map, cpu_map,
6651                                         &cpu_to_core_group);
6652         }
6653 #endif
6654
6655         /* Set up physical groups */
6656         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
6657                 cpumask_t nodemask = node_to_cpumask(i);
6658
6659                 cpus_and(nodemask, nodemask, *cpu_map);
6660                 if (cpus_empty(nodemask))
6661                         continue;
6662
6663                 init_sched_build_groups(nodemask, cpu_map, &cpu_to_phys_group);
6664         }
6665
6666 #ifdef CONFIG_NUMA
6667         /* Set up node groups */
6668         if (sd_allnodes)
6669                 init_sched_build_groups(*cpu_map, cpu_map,
6670                                         &cpu_to_allnodes_group);
6671
6672         for (i = 0; i < MAX_NUMNODES; i++) {
6673                 /* Set up node groups */
6674                 struct sched_group *sg, *prev;
6675                 cpumask_t nodemask = node_to_cpumask(i);
6676                 cpumask_t domainspan;
6677                 cpumask_t covered = CPU_MASK_NONE;
6678                 int j;
6679
6680                 cpus_and(nodemask, nodemask, *cpu_map);
6681                 if (cpus_empty(nodemask)) {
6682                         sched_group_nodes[i] = NULL;
6683                         continue;
6684                 }
6685
6686                 domainspan = sched_domain_node_span(i);
6687                 cpus_and(domainspan, domainspan, *cpu_map);
6688
6689                 sg = kmalloc_node(sizeof(struct sched_group), GFP_KERNEL, i);
6690                 if (!sg) {
6691                         printk(KERN_WARNING "Can not alloc domain group for "
6692                                 "node %d\n", i);
6693                         goto error;
6694                 }
6695                 sched_group_nodes[i] = sg;
6696                 for_each_cpu_mask(j, nodemask) {
6697                         struct sched_domain *sd;
6698
6699                         sd = &per_cpu(node_domains, j);
6700                         sd->groups = sg;
6701                 }
6702                 sg->__cpu_power = 0;
6703                 sg->cpumask = nodemask;
6704                 sg->next = sg;
6705                 cpus_or(covered, covered, nodemask);
6706                 prev = sg;
6707
6708                 for (j = 0; j < MAX_NUMNODES; j++) {
6709                         cpumask_t tmp, notcovered;
6710                         int n = (i + j) % MAX_NUMNODES;
6711
6712                         cpus_complement(notcovered, covered);
6713                         cpus_and(tmp, notcovered, *cpu_map);
6714                         cpus_and(tmp, tmp, domainspan);
6715                         if (cpus_empty(tmp))
6716                                 break;
6717
6718                         nodemask = node_to_cpumask(n);
6719                         cpus_and(tmp, tmp, nodemask);
6720                         if (cpus_empty(tmp))
6721                                 continue;
6722
6723                         sg = kmalloc_node(sizeof(struct sched_group),
6724                                           GFP_KERNEL, i);
6725                         if (!sg) {
6726                                 printk(KERN_WARNING
6727                                 "Can not alloc domain group for node %d\n", j);
6728                                 goto error;
6729                         }
6730                    &nb