Linux 2.6.30-rc1
[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/proc_fs.h>
59 #include <linux/seq_file.h>
60 #include <linux/sysctl.h>
61 #include <linux/syscalls.h>
62 #include <linux/times.h>
63 #include <linux/tsacct_kern.h>
64 #include <linux/kprobes.h>
65 #include <linux/delayacct.h>
66 #include <linux/reciprocal_div.h>
67 #include <linux/unistd.h>
68 #include <linux/pagemap.h>
69 #include <linux/hrtimer.h>
70 #include <linux/tick.h>
71 #include <linux/bootmem.h>
72 #include <linux/debugfs.h>
73 #include <linux/ctype.h>
74 #include <linux/ftrace.h>
75 #include <trace/sched.h>
76
77 #include <asm/tlb.h>
78 #include <asm/irq_regs.h>
79
80 #include "sched_cpupri.h"
81
82 /*
83  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
84  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
85  * and back.
86  */
87 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
88 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
89 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
90
91 /*
92  * 'User priority' is the nice value converted to something we
93  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
94  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
95  */
96 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
97 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
98 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
99
100 /*
101  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
102  */
103 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
104
105 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
106 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
107
108 /*
109  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
110  *
111  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
112  * Timeslices get refilled after they expire.
113  */
114 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
115
116 /*
117  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
118  */
119 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
120
121 DEFINE_TRACE(sched_wait_task);
122 DEFINE_TRACE(sched_wakeup);
123 DEFINE_TRACE(sched_wakeup_new);
124 DEFINE_TRACE(sched_switch);
125 DEFINE_TRACE(sched_migrate_task);
126
127 #ifdef CONFIG_SMP
128
129 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
130
131 /*
132  * Divide a load by a sched group cpu_power : (load / sg->__cpu_power)
133  * Since cpu_power is a 'constant', we can use a reciprocal divide.
134  */
135 static inline u32 sg_div_cpu_power(const struct sched_group *sg, u32 load)
136 {
137         return reciprocal_divide(load, sg->reciprocal_cpu_power);
138 }
139
140 /*
141  * Each time a sched group cpu_power is changed,
142  * we must compute its reciprocal value
143  */
144 static inline void sg_inc_cpu_power(struct sched_group *sg, u32 val)
145 {
146         sg->__cpu_power += val;
147         sg->reciprocal_cpu_power = reciprocal_value(sg->__cpu_power);
148 }
149 #endif
150
151 static inline int rt_policy(int policy)
152 {
153         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
154                 return 1;
155         return 0;
156 }
157
158 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
159 {
160         return rt_policy(p->policy);
161 }
162
163 /*
164  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
165  */
166 struct rt_prio_array {
167         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
168         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
169 };
170
171 struct rt_bandwidth {
172         /* nests inside the rq lock: */
173         spinlock_t              rt_runtime_lock;
174         ktime_t                 rt_period;
175         u64                     rt_runtime;
176         struct hrtimer          rt_period_timer;
177 };
178
179 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
180
181 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
182
183 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
184 {
185         struct rt_bandwidth *rt_b =
186                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
187         ktime_t now;
188         int overrun;
189         int idle = 0;
190
191         for (;;) {
192                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
193                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
194
195                 if (!overrun)
196                         break;
197
198                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
199         }
200
201         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
202 }
203
204 static
205 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
206 {
207         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
208         rt_b->rt_runtime = runtime;
209
210         spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
211
212         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
213                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
214         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
215 }
216
217 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
218 {
219         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
220 }
221
222 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
223 {
224         ktime_t now;
225
226         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
227                 return;
228
229         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
230                 return;
231
232         spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
233         for (;;) {
234                 unsigned long delta;
235                 ktime_t soft, hard;
236
237                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
238                         break;
239
240                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
241                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
242
243                 soft = hrtimer_get_softexpires(&rt_b->rt_period_timer);
244                 hard = hrtimer_get_expires(&rt_b->rt_period_timer);
245                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
246                 __hrtimer_start_range_ns(&rt_b->rt_period_timer, soft, delta,
247                                 HRTIMER_MODE_ABS, 0);
248         }
249         spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
250 }
251
252 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
253 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
254 {
255         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
256 }
257 #endif
258
259 /*
260  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
261  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
262  */
263 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
264
265 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
266
267 #include <linux/cgroup.h>
268
269 struct cfs_rq;
270
271 static LIST_HEAD(task_groups);
272
273 /* task group related information */
274 struct task_group {
275 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
276         struct cgroup_subsys_state css;
277 #endif
278
279 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
280         uid_t uid;
281 #endif
282
283 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
284         /* schedulable entities of this group on each cpu */
285         struct sched_entity **se;
286         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
287         struct cfs_rq **cfs_rq;
288         unsigned long shares;
289 #endif
290
291 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
292         struct sched_rt_entity **rt_se;
293         struct rt_rq **rt_rq;
294
295         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
296 #endif
297
298         struct rcu_head rcu;
299         struct list_head list;
300
301         struct task_group *parent;
302         struct list_head siblings;
303         struct list_head children;
304 };
305
306 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
307
308 /* Helper function to pass uid information to create_sched_user() */
309 void set_tg_uid(struct user_struct *user)
310 {
311         user->tg->uid = user->uid;
312 }
313
314 /*
315  * Root task group.
316  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
317  *      be a child to this group.
318  */
319 struct task_group root_task_group;
320
321 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
322 /* Default task group's sched entity on each cpu */
323 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
324 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
325 static DEFINE_PER_CPU(struct cfs_rq, init_cfs_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
326 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
327
328 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
329 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
330 static DEFINE_PER_CPU(struct rt_rq, init_rt_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
331 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
332 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
333 #define root_task_group init_task_group
334 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
335
336 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
337  * a task group's cpu shares.
338  */
339 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
340
341 #ifdef CONFIG_SMP
342 static int root_task_group_empty(void)
343 {
344         return list_empty(&root_task_group.children);
345 }
346 #endif
347
348 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
349 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
350 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
351 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
352 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
353 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
354
355 /*
356  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
357  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
358  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
359  * too large, so as the shares value of a task group.
360  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
361  *  limitation from this.)
362  */
363 #define MIN_SHARES      2
364 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
365
366 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
367 #endif
368
369 /* Default task group.
370  *      Every task in system belong to this group at bootup.
371  */
372 struct task_group init_task_group;
373
374 /* return group to which a task belongs */
375 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
376 {
377         struct task_group *tg;
378
379 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
380         rcu_read_lock();
381         tg = __task_cred(p)->user->tg;
382         rcu_read_unlock();
383 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
384         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
385                                 struct task_group, css);
386 #else
387         tg = &init_task_group;
388 #endif
389         return tg;
390 }
391
392 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
393 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
394 {
395 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
396         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
397         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
398 #endif
399
400 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
401         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
402         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
403 #endif
404 }
405
406 #else
407
408 #ifdef CONFIG_SMP
409 static int root_task_group_empty(void)
410 {
411         return 1;
412 }
413 #endif
414
415 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
416 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
417 {
418         return NULL;
419 }
420
421 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
422
423 /* CFS-related fields in a runqueue */
424 struct cfs_rq {
425         struct load_weight load;
426         unsigned long nr_running;
427
428         u64 exec_clock;
429         u64 min_vruntime;
430
431         struct rb_root tasks_timeline;
432         struct rb_node *rb_leftmost;
433
434         struct list_head tasks;
435         struct list_head *balance_iterator;
436
437         /*
438          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
439          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
440          */
441         struct sched_entity *curr, *next, *last;
442
443         unsigned int nr_spread_over;
444
445 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
446         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
447
448         /*
449          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
450          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
451          * (like users, containers etc.)
452          *
453          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
454          * list is used during load balance.
455          */
456         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
457         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
458
459 #ifdef CONFIG_SMP
460         /*
461          * the part of load.weight contributed by tasks
462          */
463         unsigned long task_weight;
464
465         /*
466          *   h_load = weight * f(tg)
467          *
468          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
469          * this group.
470          */
471         unsigned long h_load;
472
473         /*
474          * this cpu's part of tg->shares
475          */
476         unsigned long shares;
477
478         /*
479          * load.weight at the time we set shares
480          */
481         unsigned long rq_weight;
482 #endif
483 #endif
484 };
485
486 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
487 struct rt_rq {
488         struct rt_prio_array active;
489         unsigned long rt_nr_running;
490 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
491         struct {
492                 int curr; /* highest queued rt task prio */
493 #ifdef CONFIG_SMP
494                 int next; /* next highest */
495 #endif
496         } highest_prio;
497 #endif
498 #ifdef CONFIG_SMP
499         unsigned long rt_nr_migratory;
500         int overloaded;
501         struct plist_head pushable_tasks;
502 #endif
503         int rt_throttled;
504         u64 rt_time;
505         u64 rt_runtime;
506         /* Nests inside the rq lock: */
507         spinlock_t rt_runtime_lock;
508
509 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
510         unsigned long rt_nr_boosted;
511
512         struct rq *rq;
513         struct list_head leaf_rt_rq_list;
514         struct task_group *tg;
515         struct sched_rt_entity *rt_se;
516 #endif
517 };
518
519 #ifdef CONFIG_SMP
520
521 /*
522  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
523  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
524  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
525  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
526  * object.
527  *
528  */
529 struct root_domain {
530         atomic_t refcount;
531         cpumask_var_t span;
532         cpumask_var_t online;
533
534         /*
535          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
536          * one runnable RT task.
537          */
538         cpumask_var_t rto_mask;
539         atomic_t rto_count;
540 #ifdef CONFIG_SMP
541         struct cpupri cpupri;
542 #endif
543 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
544         /*
545          * Preferred wake up cpu nominated by sched_mc balance that will be
546          * used when most cpus are idle in the system indicating overall very
547          * low system utilisation. Triggered at POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP(2)
548          */
549         unsigned int sched_mc_preferred_wakeup_cpu;
550 #endif
551 };
552
553 /*
554  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
555  * members (mimicking the global state we have today).
556  */
557 static struct root_domain def_root_domain;
558
559 #endif
560
561 /*
562  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
563  *
564  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
565  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
566  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
567  */
568 struct rq {
569         /* runqueue lock: */
570         spinlock_t lock;
571
572         /*
573          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
574          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
575          */
576         unsigned long nr_running;
577         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
578         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
579 #ifdef CONFIG_NO_HZ
580         unsigned long last_tick_seen;
581         unsigned char in_nohz_recently;
582 #endif
583         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
584         struct load_weight load;
585         unsigned long nr_load_updates;
586         u64 nr_switches;
587
588         struct cfs_rq cfs;
589         struct rt_rq rt;
590
591 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
592         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
593         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
594 #endif
595 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
596         struct list_head leaf_rt_rq_list;
597 #endif
598
599         /*
600          * This is part of a global counter where only the total sum
601          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
602          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
603          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
604          */
605         unsigned long nr_uninterruptible;
606
607         struct task_struct *curr, *idle;
608         unsigned long next_balance;
609         struct mm_struct *prev_mm;
610
611         u64 clock;
612
613         atomic_t nr_iowait;
614
615 #ifdef CONFIG_SMP
616         struct root_domain *rd;
617         struct sched_domain *sd;
618
619         unsigned char idle_at_tick;
620         /* For active balancing */
621         int active_balance;
622         int push_cpu;
623         /* cpu of this runqueue: */
624         int cpu;
625         int online;
626
627         unsigned long avg_load_per_task;
628
629         struct task_struct *migration_thread;
630         struct list_head migration_queue;
631 #endif
632
633 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
634 #ifdef CONFIG_SMP
635         int hrtick_csd_pending;
636         struct call_single_data hrtick_csd;
637 #endif
638         struct hrtimer hrtick_timer;
639 #endif
640
641 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
642         /* latency stats */
643         struct sched_info rq_sched_info;
644         unsigned long long rq_cpu_time;
645         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
646
647         /* sys_sched_yield() stats */
648         unsigned int yld_count;
649
650         /* schedule() stats */
651         unsigned int sched_switch;
652         unsigned int sched_count;
653         unsigned int sched_goidle;
654
655         /* try_to_wake_up() stats */
656         unsigned int ttwu_count;
657         unsigned int ttwu_local;
658
659         /* BKL stats */
660         unsigned int bkl_count;
661 #endif
662 };
663
664 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
665
666 static inline void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sync)
667 {
668         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, sync);
669 }
670
671 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
672 {
673 #ifdef CONFIG_SMP
674         return rq->cpu;
675 #else
676         return 0;
677 #endif
678 }
679
680 /*
681  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
682  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
683  *
684  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
685  * preempt-disabled sections.
686  */
687 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
688         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
689
690 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
691 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
692 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
693 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
694
695 static inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
696 {
697         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
698 }
699
700 /*
701  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
702  */
703 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
704 # define const_debug __read_mostly
705 #else
706 # define const_debug static const
707 #endif
708
709 /**
710  * runqueue_is_locked
711  *
712  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
713  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
714  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
715  */
716 int runqueue_is_locked(void)
717 {
718         int cpu = get_cpu();
719         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
720         int ret;
721
722         ret = spin_is_locked(&rq->lock);
723         put_cpu();
724         return ret;
725 }
726
727 /*
728  * Debugging: various feature bits
729  */
730
731 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
732         __SCHED_FEAT_##name ,
733
734 enum {
735 #include "sched_features.h"
736 };
737
738 #undef SCHED_FEAT
739
740 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
741         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
742
743 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
744 #include "sched_features.h"
745         0;
746
747 #undef SCHED_FEAT
748
749 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
750 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
751         #name ,
752
753 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
754 #include "sched_features.h"
755         NULL
756 };
757
758 #undef SCHED_FEAT
759
760 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
761 {
762         int i;
763
764         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
765                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
766                         seq_puts(m, "NO_");
767                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
768         }
769         seq_puts(m, "\n");
770
771         return 0;
772 }
773
774 static ssize_t
775 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
776                 size_t cnt, loff_t *ppos)
777 {
778         char buf[64];
779         char *cmp = buf;
780         int neg = 0;
781         int i;
782
783         if (cnt > 63)
784                 cnt = 63;
785
786         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
787                 return -EFAULT;
788
789         buf[cnt] = 0;
790
791         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
792                 neg = 1;
793                 cmp += 3;
794         }
795
796         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
797                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
798
799                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
800                         if (neg)
801                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
802                         else
803                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
804                         break;
805                 }
806         }
807
808         if (!sched_feat_names[i])
809                 return -EINVAL;
810
811         filp->f_pos += cnt;
812
813         return cnt;
814 }
815
816 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
817 {
818         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
819 }
820
821 static struct file_operations sched_feat_fops = {
822         .open           = sched_feat_open,
823         .write          = sched_feat_write,
824         .read           = seq_read,
825         .llseek         = seq_lseek,
826         .release        = single_release,
827 };
828
829 static __init int sched_init_debug(void)
830 {
831         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
832                         &sched_feat_fops);
833
834         return 0;
835 }
836 late_initcall(sched_init_debug);
837
838 #endif
839
840 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
841
842 /*
843  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
844  * Limited because this is done with IRQs disabled.
845  */
846 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
847
848 /*
849  * ratelimit for updating the group shares.
850  * default: 0.25ms
851  */
852 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
853
854 /*
855  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
856  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
857  * default: 4
858  */
859 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
860
861 /*
862  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
863  * default: 1s
864  */
865 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
866
867 static __read_mostly int scheduler_running;
868
869 /*
870  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
871  * default: 0.95s
872  */
873 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
874
875 static inline u64 global_rt_period(void)
876 {
877         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
878 }
879
880 static inline u64 global_rt_runtime(void)
881 {
882         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
883                 return RUNTIME_INF;
884
885         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
886 }
887
888 #ifndef prepare_arch_switch
889 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
890 #endif
891 #ifndef finish_arch_switch
892 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
893 #endif
894
895 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
896 {
897         return rq->curr == p;
898 }
899
900 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
901 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
902 {
903         return task_current(rq, p);
904 }
905
906 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
907 {
908 }
909
910 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
911 {
912 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
913         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
914         rq->lock.owner = current;
915 #endif
916         /*
917          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
918          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
919          * prev into current:
920          */
921         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
922
923         spin_unlock_irq(&rq->lock);
924 }
925
926 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
927 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
928 {
929 #ifdef CONFIG_SMP
930         return p->oncpu;
931 #else
932         return task_current(rq, p);
933 #endif
934 }
935
936 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
937 {
938 #ifdef CONFIG_SMP
939         /*
940          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
941          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
942          * here.
943          */
944         next->oncpu = 1;
945 #endif
946 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
947         spin_unlock_irq(&rq->lock);
948 #else
949         spin_unlock(&rq->lock);
950 #endif
951 }
952
953 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
954 {
955 #ifdef CONFIG_SMP
956         /*
957          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
958          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
959          * finished.
960          */
961         smp_wmb();
962         prev->oncpu = 0;
963 #endif
964 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
965         local_irq_enable();
966 #endif
967 }
968 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
969
970 /*
971  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
972  * Must be called interrupts disabled.
973  */
974 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
975         __acquires(rq->lock)
976 {
977         for (;;) {
978                 struct rq *rq = task_rq(p);
979                 spin_lock(&rq->lock);
980                 if (likely(rq == task_rq(p)))
981                         return rq;
982                 spin_unlock(&rq->lock);
983         }
984 }
985
986 /*
987  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
988  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
989  * explicitly disabling preemption.
990  */
991 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
992         __acquires(rq->lock)
993 {
994         struct rq *rq;
995
996         for (;;) {
997                 local_irq_save(*flags);
998                 rq = task_rq(p);
999                 spin_lock(&rq->lock);
1000                 if (likely(rq == task_rq(p)))
1001                         return rq;
1002                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
1003         }
1004 }
1005
1006 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
1007 {
1008         struct rq *rq = task_rq(p);
1009
1010         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
1011         spin_unlock_wait(&rq->lock);
1012 }
1013
1014 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1015         __releases(rq->lock)
1016 {
1017         spin_unlock(&rq->lock);
1018 }
1019
1020 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
1021         __releases(rq->lock)
1022 {
1023         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
1024 }
1025
1026 /*
1027  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1028  */
1029 static struct rq *this_rq_lock(void)
1030         __acquires(rq->lock)
1031 {
1032         struct rq *rq;
1033
1034         local_irq_disable();
1035         rq = this_rq();
1036         spin_lock(&rq->lock);
1037
1038         return rq;
1039 }
1040
1041 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1042 /*
1043  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1044  *
1045  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1046  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1047  * reschedule event.
1048  *
1049  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1050  * rq->lock.
1051  */
1052
1053 /*
1054  * Use hrtick when:
1055  *  - enabled by features
1056  *  - hrtimer is actually high res
1057  */
1058 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1059 {
1060         if (!sched_feat(HRTICK))
1061                 return 0;
1062         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1063                 return 0;
1064         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1065 }
1066
1067 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1068 {
1069         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1070                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1071 }
1072
1073 /*
1074  * High-resolution timer tick.
1075  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1076  */
1077 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1078 {
1079         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1080
1081         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1082
1083         spin_lock(&rq->lock);
1084         update_rq_clock(rq);
1085         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1086         spin_unlock(&rq->lock);
1087
1088         return HRTIMER_NORESTART;
1089 }
1090
1091 #ifdef CONFIG_SMP
1092 /*
1093  * called from hardirq (IPI) context
1094  */
1095 static void __hrtick_start(void *arg)
1096 {
1097         struct rq *rq = arg;
1098
1099         spin_lock(&rq->lock);
1100         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1101         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1102         spin_unlock(&rq->lock);
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Called to set the hrtick timer state.
1107  *
1108  * called with rq->lock held and irqs disabled
1109  */
1110 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1111 {
1112         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1113         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1114
1115         hrtimer_set_expires(timer, time);
1116
1117         if (rq == this_rq()) {
1118                 hrtimer_restart(timer);
1119         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1120                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1121                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1122         }
1123 }
1124
1125 static int
1126 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1127 {
1128         int cpu = (int)(long)hcpu;
1129
1130         switch (action) {
1131         case CPU_UP_CANCELED:
1132         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1133         case CPU_DOWN_PREPARE:
1134         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1135         case CPU_DEAD:
1136         case CPU_DEAD_FROZEN:
1137                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1138                 return NOTIFY_OK;
1139         }
1140
1141         return NOTIFY_DONE;
1142 }
1143
1144 static __init void init_hrtick(void)
1145 {
1146         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1147 }
1148 #else
1149 /*
1150  * Called to set the hrtick timer state.
1151  *
1152  * called with rq->lock held and irqs disabled
1153  */
1154 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1155 {
1156         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1157                         HRTIMER_MODE_REL, 0);
1158 }
1159
1160 static inline void init_hrtick(void)
1161 {
1162 }
1163 #endif /* CONFIG_SMP */
1164
1165 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1166 {
1167 #ifdef CONFIG_SMP
1168         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1169
1170         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1171         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1172         rq->hrtick_csd.info = rq;
1173 #endif
1174
1175         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1176         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1177 }
1178 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1179 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1180 {
1181 }
1182
1183 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1184 {
1185 }
1186
1187 static inline void init_hrtick(void)
1188 {
1189 }
1190 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1191
1192 /*
1193  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1194  *
1195  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1196  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1197  * the target CPU.
1198  */
1199 #ifdef CONFIG_SMP
1200
1201 #ifndef tsk_is_polling
1202 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1203 #endif
1204
1205 static void resched_task(struct task_struct *p)
1206 {
1207         int cpu;
1208
1209         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1210
1211         if (test_tsk_need_resched(p))
1212                 return;
1213
1214         set_tsk_need_resched(p);
1215
1216         cpu = task_cpu(p);
1217         if (cpu == smp_processor_id())
1218                 return;
1219
1220         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1221         smp_mb();
1222         if (!tsk_is_polling(p))
1223                 smp_send_reschedule(cpu);
1224 }
1225
1226 static void resched_cpu(int cpu)
1227 {
1228         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1229         unsigned long flags;
1230
1231         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1232                 return;
1233         resched_task(cpu_curr(cpu));
1234         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1235 }
1236
1237 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1238 /*
1239  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1240  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1241  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1242  * idle system the next event might even be infinite time into the
1243  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1244  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1245  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1246  * wheel for the next timer event.
1247  */
1248 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1249 {
1250         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1251
1252         if (cpu == smp_processor_id())
1253                 return;
1254
1255         /*
1256          * This is safe, as this function is called with the timer
1257          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1258          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1259          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1260          * timer into account automatically.
1261          */
1262         if (rq->curr != rq->idle)
1263                 return;
1264
1265         /*
1266          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1267          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1268          * idle task through an additional NOOP schedule()
1269          */
1270         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1271
1272         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1273         smp_mb();
1274         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1275                 smp_send_reschedule(cpu);
1276 }
1277 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1278
1279 #else /* !CONFIG_SMP */
1280 static void resched_task(struct task_struct *p)
1281 {
1282         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1283         set_tsk_need_resched(p);
1284 }
1285 #endif /* CONFIG_SMP */
1286
1287 #if BITS_PER_LONG == 32
1288 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1289 #else
1290 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1291 #endif
1292
1293 #define WMULT_SHIFT     32
1294
1295 /*
1296  * Shift right and round:
1297  */
1298 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1299
1300 /*
1301  * delta *= weight / lw
1302  */
1303 static unsigned long
1304 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1305                 struct load_weight *lw)
1306 {
1307         u64 tmp;
1308
1309         if (!lw->inv_weight) {
1310                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1311                         lw->inv_weight = 1;
1312                 else
1313                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1314                                 / (lw->weight+1);
1315         }
1316
1317         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1318         /*
1319          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1320          */
1321         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1322                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1323                         WMULT_SHIFT/2);
1324         else
1325                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1326
1327         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1328 }
1329
1330 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1331 {
1332         lw->weight += inc;
1333         lw->inv_weight = 0;
1334 }
1335
1336 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1337 {
1338         lw->weight -= dec;
1339         lw->inv_weight = 0;
1340 }
1341
1342 /*
1343  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1344  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1345  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1346  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1347  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1348  * slice expiry etc.
1349  */
1350
1351 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1352 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1353
1354 /*
1355  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1356  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1357  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1358  * that remained on nice 0.
1359  *
1360  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1361  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1362  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1363  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1364  * the relative distance between them is ~25%.)
1365  */
1366 static const int prio_to_weight[40] = {
1367  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1368  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1369  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1370  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1371  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1372  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1373  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1374  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1375 };
1376
1377 /*
1378  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1379  *
1380  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1381  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1382  * into multiplications:
1383  */
1384 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1385  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1386  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1387  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1388  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1389  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1390  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1391  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1392  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1393 };
1394
1395 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1396
1397 /*
1398  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1399  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1400  * structures to the load-balancing proper:
1401  */
1402 struct rq_iterator {
1403         void *arg;
1404         struct task_struct *(*start)(void *);
1405         struct task_struct *(*next)(void *);
1406 };
1407
1408 #ifdef CONFIG_SMP
1409 static unsigned long
1410 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1411               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1412               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1413               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1414
1415 static int
1416 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1417                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1418                    struct rq_iterator *iterator);
1419 #endif
1420
1421 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1422 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1423 #else
1424 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1425 #endif
1426
1427 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1428 {
1429         update_load_add(&rq->load, load);
1430 }
1431
1432 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1433 {
1434         update_load_sub(&rq->load, load);
1435 }
1436
1437 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1438 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1439
1440 /*
1441  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1442  * leaving it for the final time.
1443  */
1444 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1445 {
1446         struct task_group *parent, *child;
1447         int ret;
1448
1449         rcu_read_lock();
1450         parent = &root_task_group;
1451 down:
1452         ret = (*down)(parent, data);
1453         if (ret)
1454                 goto out_unlock;
1455         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1456                 parent = child;
1457                 goto down;
1458
1459 up:
1460                 continue;
1461         }
1462         ret = (*up)(parent, data);
1463         if (ret)
1464                 goto out_unlock;
1465
1466         child = parent;
1467         parent = parent->parent;
1468         if (parent)
1469                 goto up;
1470 out_unlock:
1471         rcu_read_unlock();
1472
1473         return ret;
1474 }
1475
1476 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1477 {
1478         return 0;
1479 }
1480 #endif
1481
1482 #ifdef CONFIG_SMP
1483 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1484 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1485 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1486
1487 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1488 {
1489         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1490         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1491
1492         if (nr_running)
1493                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1494         else
1495                 rq->avg_load_per_task = 0;
1496
1497         return rq->avg_load_per_task;
1498 }
1499
1500 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1501
1502 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1503
1504 /*
1505  * Calculate and set the cpu's group shares.
1506  */
1507 static void
1508 update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1509                         unsigned long sd_shares, unsigned long sd_rq_weight)
1510 {
1511         unsigned long shares;
1512         unsigned long rq_weight;
1513
1514         if (!tg->se[cpu])
1515                 return;
1516
1517         rq_weight = tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight;
1518
1519         /*
1520          *           \Sum shares * rq_weight
1521          * shares =  -----------------------
1522          *               \Sum rq_weight
1523          *
1524          */
1525         shares = (sd_shares * rq_weight) / sd_rq_weight;
1526         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1527
1528         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1529                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1530                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1531                 unsigned long flags;
1532
1533                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1534                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = shares;
1535
1536                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1537                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1538         }
1539 }
1540
1541 /*
1542  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1543  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1544  * parent group depends on the shares of its child groups.
1545  */
1546 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1547 {
1548         unsigned long weight, rq_weight = 0;
1549         unsigned long shares = 0;
1550         struct sched_domain *sd = data;
1551         int i;
1552
1553         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1554                 /*
1555                  * If there are currently no tasks on the cpu pretend there
1556                  * is one of average load so that when a new task gets to
1557                  * run here it will not get delayed by group starvation.
1558                  */
1559                 weight = tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1560                 if (!weight)
1561                         weight = NICE_0_LOAD;
1562
1563                 tg->cfs_rq[i]->rq_weight = weight;
1564                 rq_weight += weight;
1565                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1566         }
1567
1568         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1569                 shares = tg->shares;
1570
1571         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1572                 shares = tg->shares;
1573
1574         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd))
1575                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight);
1576
1577         return 0;
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1582  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1583  * group is a fraction of its parents load.
1584  */
1585 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1586 {
1587         unsigned long load;
1588         long cpu = (long)data;
1589
1590         if (!tg->parent) {
1591                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1592         } else {
1593                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1594                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1595                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1596         }
1597
1598         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1599
1600         return 0;
1601 }
1602
1603 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1604 {
1605         u64 now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1606         s64 elapsed = now - sd->last_update;
1607
1608         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1609                 sd->last_update = now;
1610                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1611         }
1612 }
1613
1614 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1615 {
1616         spin_unlock(&rq->lock);
1617         update_shares(sd);
1618         spin_lock(&rq->lock);
1619 }
1620
1621 static void update_h_load(long cpu)
1622 {
1623         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1624 }
1625
1626 #else
1627
1628 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1629 {
1630 }
1631
1632 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1633 {
1634 }
1635
1636 #endif
1637
1638 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1639
1640 /*
1641  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1642  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1643  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1644  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1645  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1646  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1647  */
1648 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1649         __releases(this_rq->lock)
1650         __acquires(busiest->lock)
1651         __acquires(this_rq->lock)
1652 {
1653         spin_unlock(&this_rq->lock);
1654         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1655
1656         return 1;
1657 }
1658
1659 #else
1660 /*
1661  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1662  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1663  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1664  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1665  * regardless of entry order into the function.
1666  */
1667 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1668         __releases(this_rq->lock)
1669         __acquires(busiest->lock)
1670         __acquires(this_rq->lock)
1671 {
1672         int ret = 0;
1673
1674         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
1675                 if (busiest < this_rq) {
1676                         spin_unlock(&this_rq->lock);
1677                         spin_lock(&busiest->lock);
1678                         spin_lock_nested(&this_rq->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1679                         ret = 1;
1680                 } else
1681                         spin_lock_nested(&busiest->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1682         }
1683         return ret;
1684 }
1685
1686 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1687
1688 /*
1689  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1690  */
1691 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1692 {
1693         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1694                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1695                 spin_unlock(&this_rq->lock);
1696                 BUG_ON(1);
1697         }
1698
1699         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1700 }
1701
1702 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1703         __releases(busiest->lock)
1704 {
1705         spin_unlock(&busiest->lock);
1706         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1707 }
1708 #endif
1709
1710 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1711 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1712 {
1713 #ifdef CONFIG_SMP
1714         cfs_rq->shares = shares;
1715 #endif
1716 }
1717 #endif
1718
1719 #include "sched_stats.h"
1720 #include "sched_idletask.c"
1721 #include "sched_fair.c"
1722 #include "sched_rt.c"
1723 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1724 # include "sched_debug.c"
1725 #endif
1726
1727 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1728 #define for_each_class(class) \
1729    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1730
1731 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1732 {
1733         rq->nr_running++;
1734 }
1735
1736 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1737 {
1738         rq->nr_running--;
1739 }
1740
1741 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1742 {
1743         if (task_has_rt_policy(p)) {
1744                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1745                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1746                 return;
1747         }
1748
1749         /*
1750          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1751          */
1752         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1753                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1754                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1755                 return;
1756         }
1757
1758         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1759         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1760 }
1761
1762 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1763 {
1764         s64 diff = sample - *avg;
1765         *avg += diff >> 3;
1766 }
1767
1768 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1769 {
1770         if (wakeup)
1771                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1772
1773         sched_info_queued(p);
1774         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1775         p->se.on_rq = 1;
1776 }
1777
1778 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1779 {
1780         if (sleep) {
1781                 if (p->se.last_wakeup) {
1782                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1783                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1784                         p->se.last_wakeup = 0;
1785                 } else {
1786                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1787                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1788                 }
1789         }
1790
1791         sched_info_dequeued(p);
1792         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1793         p->se.on_rq = 0;
1794 }
1795
1796 /*
1797  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1798  */
1799 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1800 {
1801         return p->static_prio;
1802 }
1803
1804 /*
1805  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1806  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1807  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1808  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1809  * estimator recalculates.
1810  */
1811 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1812 {
1813         int prio;
1814
1815         if (task_has_rt_policy(p))
1816                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1817         else
1818                 prio = __normal_prio(p);
1819         return prio;
1820 }
1821
1822 /*
1823  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1824  * taken into account by the scheduler. This value might
1825  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1826  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1827  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1828  */
1829 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1830 {
1831         p->normal_prio = normal_prio(p);
1832         /*
1833          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1834          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1835          * to the normal priority:
1836          */
1837         if (!rt_prio(p->prio))
1838                 return p->normal_prio;
1839         return p->prio;
1840 }
1841
1842 /*
1843  * activate_task - move a task to the runqueue.
1844  */
1845 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1846 {
1847         if (task_contributes_to_load(p))
1848                 rq->nr_uninterruptible--;
1849
1850         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1851         inc_nr_running(rq);
1852 }
1853
1854 /*
1855  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1856  */
1857 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1858 {
1859         if (task_contributes_to_load(p))
1860                 rq->nr_uninterruptible++;
1861
1862         dequeue_task(rq, p, sleep);
1863         dec_nr_running(rq);
1864 }
1865
1866 /**
1867  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1868  * @p: the task in question.
1869  */
1870 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1871 {
1872         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1873 }
1874
1875 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1876 {
1877         set_task_rq(p, cpu);
1878 #ifdef CONFIG_SMP
1879         /*
1880          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1881          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1882          * per-task data have been completed by this moment.
1883          */
1884         smp_wmb();
1885         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1886 #endif
1887 }
1888
1889 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1890                                        const struct sched_class *prev_class,
1891                                        int oldprio, int running)
1892 {
1893         if (prev_class != p->sched_class) {
1894                 if (prev_class->switched_from)
1895                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1896                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1897         } else
1898                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1899 }
1900
1901 #ifdef CONFIG_SMP
1902
1903 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1904 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1905 {
1906         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1907 }
1908
1909 /*
1910  * Is this task likely cache-hot:
1911  */
1912 static int
1913 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
1914 {
1915         s64 delta;
1916
1917         /*
1918          * Buddy candidates are cache hot:
1919          */
1920         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) &&
1921                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
1922                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
1923                 return 1;
1924
1925         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
1926                 return 0;
1927
1928         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
1929                 return 1;
1930         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
1931                 return 0;
1932
1933         delta = now - p->se.exec_start;
1934
1935         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
1936 }
1937
1938
1939 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1940 {
1941         int old_cpu = task_cpu(p);
1942         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
1943         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
1944                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
1945         u64 clock_offset;
1946
1947         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
1948
1949         trace_sched_migrate_task(p, task_cpu(p), new_cpu);
1950
1951 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1952         if (p->se.wait_start)
1953                 p->se.wait_start -= clock_offset;
1954         if (p->se.sleep_start)
1955                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
1956         if (p->se.block_start)
1957                 p->se.block_start -= clock_offset;
1958         if (old_cpu != new_cpu) {
1959                 schedstat_inc(p, se.nr_migrations);
1960                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
1961                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
1962         }
1963 #endif
1964         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
1965                                          new_cfsrq->min_vruntime;
1966
1967         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1968 }
1969
1970 struct migration_req {
1971         struct list_head list;
1972
1973         struct task_struct *task;
1974         int dest_cpu;
1975
1976         struct completion done;
1977 };
1978
1979 /*
1980  * The task's runqueue lock must be held.
1981  * Returns true if you have to wait for migration thread.
1982  */
1983 static int
1984 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
1985 {
1986         struct rq *rq = task_rq(p);
1987
1988         /*
1989          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
1990          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
1991          */
1992         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
1993                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
1994                 return 0;
1995         }
1996
1997         init_completion(&req->done);
1998         req->task = p;
1999         req->dest_cpu = dest_cpu;
2000         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2001
2002         return 1;
2003 }
2004
2005 /*
2006  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2007  *
2008  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2009  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2010  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2011  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2012  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2013  * @p has remained unscheduled the whole time.
2014  *
2015  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2016  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2017  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2018  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2019  * waiting to become inactive.
2020  */
2021 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2022 {
2023         unsigned long flags;
2024         int running, on_rq;
2025         unsigned long ncsw;
2026         struct rq *rq;
2027
2028         for (;;) {
2029                 /*
2030                  * We do the initial early heuristics without holding
2031                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2032                  * the runqueue lock when things look like they will
2033                  * work out!
2034                  */
2035                 rq = task_rq(p);
2036
2037                 /*
2038                  * If the task is actively running on another CPU
2039                  * still, just relax and busy-wait without holding
2040                  * any locks.
2041                  *
2042                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2043                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2044                  * But we don't care, since "task_running()" will
2045                  * return false if the runqueue has changed and p
2046                  * is actually now running somewhere else!
2047                  */
2048                 while (task_running(rq, p)) {
2049                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2050                                 return 0;
2051                         cpu_relax();
2052                 }
2053
2054                 /*
2055                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2056                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2057                  * just go back and repeat.
2058                  */
2059                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2060                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2061                 running = task_running(rq, p);
2062                 on_rq = p->se.on_rq;
2063                 ncsw = 0;
2064                 if (!match_state || p->state == match_state)
2065                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2066                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2067
2068                 /*
2069                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2070                  */
2071                 if (unlikely(!ncsw))
2072                         break;
2073
2074                 /*
2075                  * Was it really running after all now that we
2076                  * checked with the proper locks actually held?
2077                  *
2078                  * Oops. Go back and try again..
2079                  */
2080                 if (unlikely(running)) {
2081                         cpu_relax();
2082                         continue;
2083                 }
2084
2085                 /*
2086                  * It's not enough that it's not actively running,
2087                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2088                  * preempted!
2089                  *
2090                  * So if it was still runnable (but just not actively
2091                  * running right now), it's preempted, and we should
2092                  * yield - it could be a while.
2093                  */
2094                 if (unlikely(on_rq)) {
2095                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2096                         continue;
2097                 }
2098
2099                 /*
2100                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2101                  * runnable, which means that it will never become
2102                  * running in the future either. We're all done!
2103                  */
2104                 break;
2105         }
2106
2107         return ncsw;
2108 }
2109
2110 /***
2111  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2112  * @p: the to-be-kicked thread
2113  *
2114  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2115  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2116  *
2117  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2118  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2119  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2120  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2121  * achieved as well.
2122  */
2123 void kick_process(struct task_struct *p)
2124 {
2125         int cpu;
2126
2127         preempt_disable();
2128         cpu = task_cpu(p);
2129         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2130                 smp_send_reschedule(cpu);
2131         preempt_enable();
2132 }
2133
2134 /*
2135  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2136  * according to the scheduling class and "nice" value.
2137  *
2138  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2139  * balance conservatively.
2140  */
2141 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2142 {
2143         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2144         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2145
2146         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2147                 return total;
2148
2149         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2150 }
2151
2152 /*
2153  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2154  * according to the scheduling class and "nice" value.
2155  */
2156 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2157 {
2158         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2159         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2160
2161         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2162                 return total;
2163
2164         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2165 }
2166
2167 /*
2168  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2169  * domain.
2170  */
2171 static struct sched_group *
2172 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
2173 {
2174         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
2175         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2176         int load_idx = sd->forkexec_idx;
2177         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2178
2179         do {
2180                 unsigned long load, avg_load;
2181                 int local_group;
2182                 int i;
2183
2184                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2185                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2186                                         &p->cpus_allowed))
2187                         continue;
2188
2189                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2190                                                sched_group_cpus(group));
2191
2192                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2193                 avg_load = 0;
2194
2195                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2196                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2197                         if (local_group)
2198                                 load = source_load(i, load_idx);
2199                         else
2200                                 load = target_load(i, load_idx);
2201
2202                         avg_load += load;
2203                 }
2204
2205                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2206                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
2207                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
2208
2209                 if (local_group) {
2210                         this_load = avg_load;
2211                         this = group;
2212                 } else if (avg_load < min_load) {
2213                         min_load = avg_load;
2214                         idlest = group;
2215                 }
2216         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2217
2218         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2219                 return NULL;
2220         return idlest;
2221 }
2222
2223 /*
2224  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2225  */
2226 static int
2227 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
2228 {
2229         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2230         int idlest = -1;
2231         int i;
2232
2233         /* Traverse only the allowed CPUs */
2234         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
2235                 load = weighted_cpuload(i);
2236
2237                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2238                         min_load = load;
2239                         idlest = i;
2240                 }
2241         }
2242
2243         return idlest;
2244 }
2245
2246 /*
2247  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2248  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2249  * SD_BALANCE_EXEC.
2250  *
2251  * Balance, ie. select the least loaded group.
2252  *
2253  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2254  *
2255  * preempt must be disabled.
2256  */
2257 static int sched_balance_self(int cpu, int flag)
2258 {
2259         struct task_struct *t = current;
2260         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
2261
2262         for_each_domain(cpu, tmp) {
2263                 /*
2264                  * If power savings logic is enabled for a domain, stop there.
2265                  */
2266                 if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
2267                         break;
2268                 if (tmp->flags & flag)
2269                         sd = tmp;
2270         }
2271
2272         if (sd)
2273                 update_shares(sd);
2274
2275         while (sd) {
2276                 struct sched_group *group;
2277                 int new_cpu, weight;
2278
2279                 if (!(sd->flags & flag)) {
2280                         sd = sd->child;
2281                         continue;
2282                 }
2283
2284                 group = find_idlest_group(sd, t, cpu);
2285                 if (!group) {
2286                         sd = sd->child;
2287                         continue;
2288                 }
2289
2290                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, t, cpu);
2291                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
2292                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
2293                         sd = sd->child;
2294                         continue;
2295                 }
2296
2297                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
2298                 cpu = new_cpu;
2299                 weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
2300                 sd = NULL;
2301                 for_each_domain(cpu, tmp) {
2302                         if (weight <= cpumask_weight(sched_domain_span(tmp)))
2303                                 break;
2304                         if (tmp->flags & flag)
2305                                 sd = tmp;
2306                 }
2307                 /* while loop will break here if sd == NULL */
2308         }
2309
2310         return cpu;
2311 }
2312
2313 #endif /* CONFIG_SMP */
2314
2315 /***
2316  * try_to_wake_up - wake up a thread
2317  * @p: the to-be-woken-up thread
2318  * @state: the mask of task states that can be woken
2319  * @sync: do a synchronous wakeup?
2320  *
2321  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2322  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2323  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2324  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2325  * runnable without the overhead of this.
2326  *
2327  * returns failure only if the task is already active.
2328  */
2329 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int sync)
2330 {
2331         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2332         unsigned long flags;
2333         long old_state;
2334         struct rq *rq;
2335
2336         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2337                 sync = 0;
2338
2339 #ifdef CONFIG_SMP
2340         if (sched_feat(LB_WAKEUP_UPDATE) && !root_task_group_empty()) {
2341                 struct sched_domain *sd;
2342
2343                 this_cpu = raw_smp_processor_id();
2344                 cpu = task_cpu(p);
2345
2346                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2347                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2348                                 update_shares(sd);
2349                                 break;
2350                         }
2351                 }
2352         }
2353 #endif
2354
2355         smp_wmb();
2356         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2357         update_rq_clock(rq);
2358         old_state = p->state;
2359         if (!(old_state & state))
2360                 goto out;
2361
2362         if (p->se.on_rq)
2363                 goto out_running;
2364
2365         cpu = task_cpu(p);
2366         orig_cpu = cpu;
2367         this_cpu = smp_processor_id();
2368
2369 #ifdef CONFIG_SMP
2370         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2371                 goto out_activate;
2372
2373         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sync);
2374         if (cpu != orig_cpu) {
2375                 set_task_cpu(p, cpu);
2376                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2377                 /* might preempt at this point */
2378                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2379                 old_state = p->state;
2380                 if (!(old_state & state))
2381                         goto out;
2382                 if (p->se.on_rq)
2383                         goto out_running;
2384
2385                 this_cpu = smp_processor_id();
2386                 cpu = task_cpu(p);
2387         }
2388
2389 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2390         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2391         if (cpu == this_cpu)
2392                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2393         else {
2394                 struct sched_domain *sd;
2395                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2396                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2397                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2398                                 break;
2399                         }
2400                 }
2401         }
2402 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2403
2404 out_activate:
2405 #endif /* CONFIG_SMP */
2406         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2407         if (sync)
2408                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2409         if (orig_cpu != cpu)
2410                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2411         if (cpu == this_cpu)
2412                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2413         else
2414                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2415         activate_task(rq, p, 1);
2416         success = 1;
2417
2418         /*
2419          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2420          */
2421         if (!in_interrupt()) {
2422                 struct sched_entity *se = &current->se;
2423                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2424
2425                 if (se->last_wakeup)
2426                         sample -= se->last_wakeup;
2427                 else
2428                         sample -= se->start_runtime;
2429                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2430
2431                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2432         }
2433
2434 out_running:
2435         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2436         check_preempt_curr(rq, p, sync);
2437
2438         p->state = TASK_RUNNING;
2439 #ifdef CONFIG_SMP
2440         if (p->sched_class->task_wake_up)
2441                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2442 #endif
2443 out:
2444         task_rq_unlock(rq, &flags);
2445
2446         return success;
2447 }
2448
2449 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2450 {
2451         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2452 }
2453 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2454
2455 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2456 {
2457         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2458 }
2459
2460 /*
2461  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2462  * p is forked by current.
2463  *
2464  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2465  */
2466 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2467 {
2468         p->se.exec_start                = 0;
2469         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2470         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2471         p->se.last_wakeup               = 0;
2472         p->se.avg_overlap               = 0;
2473         p->se.start_runtime             = 0;
2474         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2475
2476 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2477         p->se.wait_start                = 0;
2478         p->se.sum_sleep_runtime         = 0;
2479         p->se.sleep_start               = 0;
2480         p->se.block_start               = 0;
2481         p->se.sleep_max                 = 0;
2482         p->se.block_max                 = 0;
2483         p->se.exec_max                  = 0;
2484         p->se.slice_max                 = 0;
2485         p->se.wait_max                  = 0;
2486 #endif
2487
2488         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2489         p->se.on_rq = 0;
2490         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2491
2492 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2493         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2494 #endif
2495
2496         /*
2497          * We mark the process as running here, but have not actually
2498          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2499          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2500          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2501          */
2502         p->state = TASK_RUNNING;
2503 }
2504
2505 /*
2506  * fork()/clone()-time setup:
2507  */
2508 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2509 {
2510         int cpu = get_cpu();
2511
2512         __sched_fork(p);
2513
2514 #ifdef CONFIG_SMP
2515         cpu = sched_balance_self(cpu, SD_BALANCE_FORK);
2516 #endif
2517         set_task_cpu(p, cpu);
2518
2519         /*
2520          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child:
2521          */
2522         p->prio = current->normal_prio;
2523         if (!rt_prio(p->prio))
2524                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2525
2526 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2527         if (likely(sched_info_on()))
2528                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2529 #endif
2530 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2531         p->oncpu = 0;
2532 #endif
2533 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2534         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2535         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2536 #endif
2537         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2538
2539         put_cpu();
2540 }
2541
2542 /*
2543  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2544  *
2545  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2546  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2547  * on the runqueue and wakes it.
2548  */
2549 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2550 {
2551         unsigned long flags;
2552         struct rq *rq;
2553
2554         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2555         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2556         update_rq_clock(rq);
2557
2558         p->prio = effective_prio(p);
2559
2560         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2561                 activate_task(rq, p, 0);
2562         } else {
2563                 /*
2564                  * Let the scheduling class do new task startup
2565                  * management (if any):
2566                  */
2567                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2568                 inc_nr_running(rq);
2569         }
2570         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2571         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2572 #ifdef CONFIG_SMP
2573         if (p->sched_class->task_wake_up)
2574                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2575 #endif
2576         task_rq_unlock(rq, &flags);
2577 }
2578
2579 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2580
2581 /**
2582  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2583  * @notifier: notifier struct to register
2584  */
2585 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2586 {
2587         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2588 }
2589 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2590
2591 /**
2592  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2593  * @notifier: notifier struct to unregister
2594  *
2595  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2596  */
2597 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2598 {
2599         hlist_del(&notifier->link);
2600 }
2601 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2602
2603 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2604 {
2605         struct preempt_notifier *notifier;
2606         struct hlist_node *node;
2607
2608         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2609                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2610 }
2611
2612 static void
2613 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2614                                  struct task_struct *next)
2615 {
2616         struct preempt_notifier *notifier;
2617         struct hlist_node *node;
2618
2619         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2620                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2621 }
2622
2623 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2624
2625 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2626 {
2627 }
2628
2629 static void
2630 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2631                                  struct task_struct *next)
2632 {
2633 }
2634
2635 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2636
2637 /**
2638  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2639  * @rq: the runqueue preparing to switch
2640  * @prev: the current task that is being switched out
2641  * @next: the task we are going to switch to.
2642  *
2643  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2644  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2645  * switch.
2646  *
2647  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2648  * hooks.
2649  */
2650 static inline void
2651 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2652                     struct task_struct *next)
2653 {
2654         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2655         prepare_lock_switch(rq, next);
2656         prepare_arch_switch(next);
2657 }
2658
2659 /**
2660  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2661  * @rq: runqueue associated with task-switch
2662  * @prev: the thread we just switched away from.
2663  *
2664  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2665  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2666  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2667  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2668  *
2669  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2670  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2671  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2672  * details.)
2673  */
2674 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2675         __releases(rq->lock)
2676 {
2677         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2678         long prev_state;
2679 #ifdef CONFIG_SMP
2680         int post_schedule = 0;
2681
2682         if (current->sched_class->needs_post_schedule)
2683                 post_schedule = current->sched_class->needs_post_schedule(rq);
2684 #endif
2685
2686         rq->prev_mm = NULL;
2687
2688         /*
2689          * A task struct has one reference for the use as "current".
2690          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2691          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2692          * the scheduled task must drop that reference.
2693          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2694          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2695          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2696          * be dropped twice.
2697          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2698          */
2699         prev_state = prev->state;
2700         finish_arch_switch(prev);
2701         finish_lock_switch(rq, prev);
2702 #ifdef CONFIG_SMP
2703         if (post_schedule)
2704                 current->sched_class->post_schedule(rq);
2705 #endif
2706
2707         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2708         if (mm)
2709                 mmdrop(mm);
2710         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2711                 /*
2712                  * Remove function-return probe instances associated with this
2713                  * task and put them back on the free list.
2714                  */
2715                 kprobe_flush_task(prev);
2716                 put_task_struct(prev);
2717         }
2718 }
2719
2720 /**
2721  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2722  * @prev: the thread we just switched away from.
2723  */
2724 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2725         __releases(rq->lock)
2726 {
2727         struct rq *rq = this_rq();
2728
2729         finish_task_switch(rq, prev);
2730 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2731         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2732         preempt_enable();
2733 #endif
2734         if (current->set_child_tid)
2735                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2736 }
2737
2738 /*
2739  * context_switch - switch to the new MM and the new
2740  * thread's register state.
2741  */
2742 static inline void
2743 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2744                struct task_struct *next)
2745 {
2746         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2747
2748         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2749         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2750         mm = next->mm;
2751         oldmm = prev->active_mm;
2752         /*
2753          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2754          * combine the page table reload and the switch backend into
2755          * one hypercall.
2756          */
2757         arch_enter_lazy_cpu_mode();
2758
2759         if (unlikely(!mm)) {
2760                 next->active_mm = oldmm;
2761                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2762                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2763         } else
2764                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2765
2766         if (unlikely(!prev->mm)) {
2767                 prev->active_mm = NULL;
2768                 rq->prev_mm = oldmm;
2769         }
2770         /*
2771          * Since the runqueue lock will be released by the next
2772          * task (which is an invalid locking op but in the case
2773          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2774          * do an early lockdep release here:
2775          */
2776 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2777         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2778 #endif
2779
2780         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2781         switch_to(prev, next, prev);
2782
2783         barrier();
2784         /*
2785          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2786          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2787          * frame will be invalid.
2788          */
2789         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2790 }
2791
2792 /*
2793  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2794  *
2795  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2796  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2797  * number of context switches performed since bootup.
2798  */
2799 unsigned long nr_running(void)
2800 {
2801         unsigned long i, sum = 0;
2802
2803         for_each_online_cpu(i)
2804                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2805
2806         return sum;
2807 }
2808
2809 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2810 {
2811         unsigned long i, sum = 0;
2812
2813         for_each_possible_cpu(i)
2814                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2815
2816         /*
2817          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2818          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2819          */
2820         if (unlikely((long)sum < 0))
2821                 sum = 0;
2822
2823         return sum;
2824 }
2825
2826 unsigned long long nr_context_switches(void)
2827 {
2828         int i;
2829         unsigned long long sum = 0;
2830
2831         for_each_possible_cpu(i)
2832                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2833
2834         return sum;
2835 }
2836
2837 unsigned long nr_iowait(void)
2838 {
2839         unsigned long i, sum = 0;
2840
2841         for_each_possible_cpu(i)
2842                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2843
2844         return sum;
2845 }
2846
2847 unsigned long nr_active(void)
2848 {
2849         unsigned long i, running = 0, uninterruptible = 0;
2850
2851         for_each_online_cpu(i) {
2852                 running += cpu_rq(i)->nr_running;
2853                 uninterruptible += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2854         }
2855
2856         if (unlikely((long)uninterruptible < 0))
2857                 uninterruptible = 0;
2858
2859         return running + uninterruptible;
2860 }
2861
2862 /*
2863  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2864  * scheduler tick (TICK_NSEC).
2865  */
2866 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
2867 {
2868         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
2869         int i, scale;
2870
2871         this_rq->nr_load_updates++;
2872
2873         /* Update our load: */
2874         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2875                 unsigned long old_load, new_load;
2876
2877                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2878
2879                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2880                 new_load = this_load;
2881                 /*
2882                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2883                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2884                  * example.
2885                  */
2886                 if (new_load > old_load)
2887                         new_load += scale-1;
2888                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
2889         }
2890 }
2891
2892 #ifdef CONFIG_SMP
2893
2894 /*
2895  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2896  *
2897  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2898  * you need to do so manually before calling.
2899  */
2900 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2901         __acquires(rq1->lock)
2902         __acquires(rq2->lock)
2903 {
2904         BUG_ON(!irqs_disabled());
2905         if (rq1 == rq2) {
2906                 spin_lock(&rq1->lock);
2907                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2908         } else {
2909                 if (rq1 < rq2) {
2910                         spin_lock(&rq1->lock);
2911                         spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2912                 } else {
2913                         spin_lock(&rq2->lock);
2914                         spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2915                 }
2916         }
2917         update_rq_clock(rq1);
2918         update_rq_clock(rq2);
2919 }
2920
2921 /*
2922  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2923  *
2924  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2925  * you need to do so manually after calling.
2926  */
2927 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2928         __releases(rq1->lock)
2929         __releases(rq2->lock)
2930 {
2931         spin_unlock(&rq1->lock);
2932         if (rq1 != rq2)
2933                 spin_unlock(&rq2->lock);
2934         else
2935                 __release(rq2->lock);
2936 }
2937
2938 /*
2939  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
2940  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
2941  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
2942  * the cpu_allowed mask is restored.
2943  */
2944 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
2945 {
2946         struct migration_req req;
2947         unsigned long flags;
2948         struct rq *rq;
2949
2950         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2951         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
2952             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
2953                 goto out;
2954
2955         /* force the process onto the specified CPU */
2956         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
2957                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
2958                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
2959
2960                 get_task_struct(mt);
2961                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2962                 wake_up_process(mt);
2963                 put_task_struct(mt);
2964                 wait_for_completion(&req.done);
2965
2966                 return;
2967         }
2968 out:
2969         task_rq_unlock(rq, &flags);
2970 }
2971
2972 /*
2973  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2974  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2975  */
2976 void sched_exec(void)
2977 {
2978         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
2979         new_cpu = sched_balance_self(this_cpu, SD_BALANCE_EXEC);
2980         put_cpu();
2981         if (new_cpu != this_cpu)
2982                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
2983 }
2984
2985 /*
2986  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
2987  * Both runqueues must be locked.
2988  */
2989 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
2990                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
2991 {
2992         deactivate_task(src_rq, p, 0);
2993         set_task_cpu(p, this_cpu);
2994         activate_task(this_rq, p, 0);
2995         /*
2996          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
2997          * to be always true for them.
2998          */
2999         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3000 }
3001
3002 /*
3003  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3004  */
3005 static
3006 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3007                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3008                      int *all_pinned)
3009 {
3010         int tsk_cache_hot = 0;
3011         /*
3012          * We do not migrate tasks that are:
3013          * 1) running (obviously), or
3014          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3015          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3016          */
3017         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3018                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3019                 return 0;
3020         }
3021         *all_pinned = 0;
3022
3023         if (task_running(rq, p)) {
3024                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3025                 return 0;
3026         }
3027
3028         /*
3029          * Aggressive migration if:
3030          * 1) task is cache cold, or
3031          * 2) too many balance attempts have failed.
3032          */
3033
3034         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3035         if (!tsk_cache_hot ||
3036                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3037 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3038                 if (tsk_cache_hot) {
3039                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3040                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3041                 }
3042 #endif
3043                 return 1;
3044         }
3045
3046         if (tsk_cache_hot) {
3047                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3048                 return 0;
3049         }
3050         return 1;
3051 }
3052
3053 static unsigned long
3054 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3055               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3056               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3057               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3058 {
3059         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3060         struct task_struct *p;
3061         long rem_load_move = max_load_move;
3062
3063         if (max_load_move == 0)
3064                 goto out;
3065
3066         pinned = 1;
3067
3068         /*
3069          * Start the load-balancing iterator:
3070          */
3071         p = iterator->start(iterator->arg);
3072 next:
3073         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3074                 goto out;
3075
3076         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3077             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3078                 p = iterator->next(iterator->arg);
3079                 goto next;
3080         }
3081
3082         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3083         pulled++;
3084         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3085
3086 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3087         /*
3088          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3089          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3090          * section.
3091          */
3092         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3093                 goto out;
3094 #endif
3095
3096         /*
3097          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3098          */
3099         if (rem_load_move > 0) {
3100                 if (p->prio < *this_best_prio)
3101                         *this_best_prio = p->prio;
3102                 p = iterator->next(iterator->arg);
3103                 goto next;
3104         }
3105 out:
3106         /*
3107          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3108          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3109          * inside pull_task().
3110          */
3111         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3112
3113         if (all_pinned)
3114                 *all_pinned = pinned;
3115
3116         return max_load_move - rem_load_move;
3117 }
3118
3119 /*
3120  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3121  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3122  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3123  *
3124  * Called with both runqueues locked.
3125  */
3126 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3127                       unsigned long max_load_move,
3128                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3129                       int *all_pinned)
3130 {
3131         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3132         unsigned long total_load_moved = 0;
3133         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3134
3135         do {
3136                 total_load_moved +=
3137                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3138                                 max_load_move - total_load_moved,
3139                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3140                 class = class->next;
3141
3142 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3143                 /*
3144                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3145                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3146                  * the critical section.
3147                  */
3148                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3149                         break;
3150 #endif
3151         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3152
3153         return total_load_moved > 0;
3154 }
3155
3156 static int
3157 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3158                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3159                    struct rq_iterator *iterator)
3160 {
3161         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3162         int pinned = 0;
3163
3164         while (p) {
3165                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3166                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3167                         /*
3168                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3169                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3170                          * stats here rather than inside pull_task().
3171                          */
3172                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3173
3174                         return 1;
3175                 }
3176                 p = iterator->next(iterator->arg);
3177         }
3178
3179         return 0;
3180 }
3181
3182 /*
3183  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3184  * part of active balancing operations within "domain".
3185  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3186  *
3187  * Called with both runqueues locked.
3188  */
3189 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3190                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3191 {
3192         const struct sched_class *class;
3193
3194         for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
3195                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3196                         return 1;
3197
3198         return 0;
3199 }
3200 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3201 /*
3202  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3203  *              during load balancing.
3204  */
3205 struct sd_lb_stats {
3206         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3207         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3208         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3209         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3210         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3211
3212         /** Statistics of this group */
3213         unsigned long this_load;
3214         unsigned long this_load_per_task;
3215         unsigned long this_nr_running;
3216
3217         /* Statistics of the busiest group */
3218         unsigned long max_load;
3219         unsigned long busiest_load_per_task;
3220         unsigned long busiest_nr_running;
3221
3222         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3223 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3224         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3225         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3226         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3227         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3228         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3229         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3230 #endif
3231 };
3232
3233 /*
3234  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3235  */
3236 struct sg_lb_stats {
3237         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3238         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3239         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3240         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3241         unsigned long group_capacity;
3242         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3243 };
3244
3245 /**
3246  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3247  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3248  */
3249 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3250 {
3251         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3252 }
3253
3254 /**
3255  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3256  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3257  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3258  */
3259 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3260                                         enum cpu_idle_type idle)
3261 {
3262         int load_idx;
3263
3264         switch (idle) {
3265         case CPU_NOT_IDLE:
3266                 load_idx = sd->busy_idx;
3267                 break;
3268
3269         case CPU_NEWLY_IDLE:
3270                 load_idx = sd->newidle_idx;
3271                 break;
3272         default:
3273                 load_idx = sd->idle_idx;
3274                 break;
3275         }
3276
3277         return load_idx;
3278 }
3279
3280
3281 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3282 /**
3283  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3284  * the given sched_domain, during load balancing.
3285  *
3286  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3287  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3288  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3289  */
3290 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3291         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3292 {
3293         /*
3294          * Busy processors will not participate in power savings
3295          * balance.
3296          */
3297         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3298                 sds->power_savings_balance = 0;
3299         else {
3300                 sds->power_savings_balance = 1;
3301                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3302                 sds->leader_nr_running = 0;
3303         }
3304 }
3305
3306 /**
3307  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3308  * sched_domain while performing load balancing.
3309  *
3310  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3311  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3312  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3313  *              load balancing ?
3314  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3315  */
3316 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3317         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3318 {
3319
3320         if (!sds->power_savings_balance)
3321                 return;
3322
3323         /*
3324          * If the local group is idle or completely loaded
3325          * no need to do power savings balance at this domain
3326          */
3327         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3328                                 !sds->this_nr_running))
3329                 sds->power_savings_balance = 0;
3330
3331         /*
3332          * If a group is already running at full capacity or idle,
3333          * don't include that group in power savings calculations
3334          */
3335         if (!sds->power_savings_balance ||
3336                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3337                 !sgs->sum_nr_running)
3338                 return;
3339
3340         /*
3341          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3342          * This is the group from where we need to pick up the load
3343          * for saving power
3344          */
3345         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3346             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3347              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3348                 sds->group_min = group;
3349                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3350                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3351                                                 sgs->sum_nr_running;
3352         }
3353
3354         /*
3355          * Calculate the group which is almost near its
3356          * capacity but still has some space to pick up some load
3357          * from other group and save more power
3358          */
3359         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity - 1)
3360                 return;
3361
3362         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3363             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3364              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3365                 sds->group_leader = group;
3366                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3367         }
3368 }
3369
3370 /**
3371  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3372  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3373  *      under consideration.
3374  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3375  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3376  *
3377  * Description:
3378  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3379  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3380  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3381  *
3382  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3383  * Else returns 0.
3384  */
3385 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3386                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3387 {
3388         if (!sds->power_savings_balance)
3389                 return 0;
3390
3391         if (sds->this != sds->group_leader ||
3392                         sds->group_leader == sds->group_min)
3393                 return 0;
3394
3395         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3396         sds->busiest = sds->group_min;
3397
3398         if (sched_mc_power_savings >= POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP) {
3399                 cpu_rq(this_cpu)->rd->sched_mc_preferred_wakeup_cpu =
3400                         group_first_cpu(sds->group_leader);
3401         }
3402
3403         return 1;
3404
3405 }
3406 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3407 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3408         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3409 {
3410         return;
3411 }
3412
3413 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3414         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3415 {
3416         return;
3417 }
3418
3419 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3420                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3421 {
3422         return 0;
3423 }
3424 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3425
3426
3427 /**
3428  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3429  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3430  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3431  * @idle: Idle status of this_cpu
3432  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3433  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3434  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3435  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3436  * @balance: Should we balance.
3437  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3438  */
3439 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_group *group, int this_cpu,
3440                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3441                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3442                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3443 {
3444         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3445         int i;
3446         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3447         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3448         unsigned long avg_load_per_task;
3449
3450         if (local_group)
3451                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3452
3453         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3454         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3455         max_cpu_load = 0;
3456         min_cpu_load = ~0UL;
3457
3458         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3459                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3460
3461                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3462                         *sd_idle = 0;
3463
3464                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3465                 if (local_group) {
3466                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3467                                 first_idle_cpu = 1;
3468                                 balance_cpu = i;
3469                         }
3470
3471                         load = target_load(i, load_idx);
3472                 } else {
3473                         load = source_load(i, load_idx);
3474                         if (load > max_cpu_load)
3475                                 max_cpu_load = load;
3476                         if (min_cpu_load > load)
3477                                 min_cpu_load = load;
3478                 }
3479
3480                 sgs->group_load += load;
3481                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3482                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3483
3484                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3485         }
3486
3487         /*
3488          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3489          * is eligible for doing load balancing at this and above
3490          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3491          * to do the newly idle load balance.
3492          */
3493         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3494             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3495                 *balance = 0;
3496                 return;
3497         }
3498
3499         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3500         sgs->avg_load = sg_div_cpu_power(group,
3501                         sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE);
3502
3503
3504         /*
3505          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3506          * than the average weight of two tasks.
3507          *
3508          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3509          *      might not be a suitable number - should we keep a
3510          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3511          *      the hierarchy?
3512          */
3513         avg_load_per_task = sg_div_cpu_power(group,
3514                         sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3515
3516         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3517                 sgs->group_imb = 1;
3518
3519         sgs->group_capacity = group->__cpu_power / SCHED_LOAD_SCALE;
3520
3521 }
3522
3523 /**
3524  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3525  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3526  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3527  * @idle: Idle status of this_cpu
3528  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3529  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3530  * @balance: Should we balance.
3531  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3532  */
3533 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3534                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3535                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3536                         struct sd_lb_stats *sds)
3537 {
3538         struct sched_group *group = sd->groups;
3539         struct sg_lb_stats sgs;
3540         int load_idx;
3541
3542         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3543         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3544
3545         do {
3546                 int local_group;
3547
3548                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3549                                                sched_group_cpus(group));
3550                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3551                 update_sg_lb_stats(group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3552                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3553
3554                 if (local_group && balance && !(*balance))
3555                         return;
3556
3557                 sds->total_load += sgs.group_load;
3558                 sds->total_pwr += group->__cpu_power;
3559
3560                 if (local_group) {
3561                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3562                         sds->this = group;
3563                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3564                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3565                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3566                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3567                                 sgs.group_imb)) {
3568                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3569                         sds->busiest = group;
3570                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3571                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3572                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3573                 }
3574
3575                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3576                 group = group->next;
3577         } while (group != sd->groups);
3578
3579 }
3580
3581 /**
3582  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3583  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3584  *                      load balancing.
3585  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3586  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3587  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3588  */
3589 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3590                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3591 {
3592         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3593         unsigned int imbn = 2;
3594
3595         if (sds->this_nr_running) {
3596                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3597                 if (sds->busiest_load_per_task >
3598                                 sds->this_load_per_task)
3599                         imbn = 1;
3600         } else
3601                 sds->this_load_per_task =
3602                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3603
3604         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3605                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3606                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3607                 return;
3608         }
3609
3610         /*
3611          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3612          * however we may be able to increase total CPU power used by
3613          * moving them.
3614          */
3615
3616         pwr_now += sds->busiest->__cpu_power *
3617                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3618         pwr_now += sds->this->__cpu_power *
3619                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3620         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3621
3622         /* Amount of load we'd subtract */
3623         tmp = sg_div_cpu_power(sds->busiest,
3624                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3625         if (sds->max_load > tmp)
3626                 pwr_move += sds->busiest->__cpu_power *
3627                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3628
3629         /* Amount of load we'd add */
3630         if (sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power <
3631                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3632                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3633                         sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power);
3634         else
3635                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3636                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3637         pwr_move += sds->this->__cpu_power *
3638                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3639         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3640
3641         /* Move if we gain throughput */
3642         if (pwr_move > pwr_now)
3643                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3644 }
3645
3646 /**
3647  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3648  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3649  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3650  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3651  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3652  */
3653 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3654                 unsigned long *imbalance)
3655 {
3656         unsigned long max_pull;
3657         /*
3658          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3659          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3660          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3661          */
3662         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3663                 *imbalance = 0;
3664                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3665         }
3666
3667         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3668         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3669                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3670
3671         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3672         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->__cpu_power,
3673                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->__cpu_power)
3674                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3675
3676         /*
3677          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3678          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3679          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3680          * moved
3681          */
3682         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3683                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3684
3685 }
3686 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3687
3688 /**
3689  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3690  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3691  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3692  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3693  * such a group exists.
3694  *
3695  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3696  * to restore balance.
3697  *
3698  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3699  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3700  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3701  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3702  * @idle: The idle status of this_cpu.
3703  * @sd_idle: The idleness of sd
3704  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3705  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3706  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3707  *
3708  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3709  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3710  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3711  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3712  */
3713 static struct sched_group *
3714 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3715                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3716                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
3717 {
3718         struct sd_lb_stats sds;
3719
3720         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
3721
3722         /*
3723          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
3724          * this level.
3725          */
3726         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
3727                                         balance, &sds);
3728
3729         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
3730         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
3731          *    at this level.
3732          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
3733          * 3) This group is the busiest group.
3734          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
3735          *    sched_domain.
3736          * 5) The imbalance is within the specified limit.
3737          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
3738          */
3739         if (balance && !(*balance))
3740                 goto ret;
3741
3742         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
3743                 goto out_balanced;
3744
3745         if (sds.this_load >= sds.max_load)
3746                 goto out_balanced;
3747
3748         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
3749
3750         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
3751                 goto out_balanced;
3752
3753         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
3754                 goto out_balanced;
3755
3756         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
3757         if (sds.group_imb)
3758                 sds.busiest_load_per_task =
3759                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
3760
3761         /*
3762          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
3763          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
3764          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
3765          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
3766          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
3767          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
3768          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
3769          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
3770          * appear as very large values with unsigned longs.
3771          */
3772         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
3773                 goto out_balanced;
3774
3775         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
3776         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
3777         return sds.busiest;
3778
3779 out_balanced:
3780         /*
3781          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
3782          * to save power.
3783          */
3784         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
3785                 return sds.busiest;
3786 ret:
3787         *imbalance = 0;
3788         return NULL;
3789 }
3790
3791 /*
3792  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
3793  */
3794 static struct rq *
3795 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
3796                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
3797 {
3798         struct rq *busiest = NULL, *rq;
3799         unsigned long max_load = 0;
3800         int i;
3801
3802         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
3803                 unsigned long wl;
3804
3805                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
3806                         continue;
3807
3808                 rq = cpu_rq(i);
3809                 wl = weighted_cpuload(i);
3810
3811                 if (rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
3812                         continue;
3813
3814                 if (wl > max_load) {
3815                         max_load = wl;
3816                         busiest = rq;
3817                 }
3818         }
3819
3820         return busiest;
3821 }
3822
3823 /*
3824  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
3825  * so long as it is large enough.
3826  */
3827 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
3828
3829 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
3830 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
3831
3832 /*
3833  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3834  * tasks if there is an imbalance.
3835  */
3836 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
3837                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3838                         int *balance)
3839 {
3840         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
3841         struct sched_group *group;
3842         unsigned long imbalance;
3843         struct rq *busiest;
3844         unsigned long flags;
3845         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
3846
3847         cpumask_setall(cpus);
3848
3849         /*
3850          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3851          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3852          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
3853          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3854          */
3855         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3856             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3857                 sd_idle = 1;
3858
3859         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
3860
3861 redo:
3862         update_shares(sd);
3863         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
3864                                    cpus, balance);
3865
3866         if (*balance == 0)
3867                 goto out_balanced;
3868
3869         if (!group) {
3870                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
3871                 goto out_balanced;
3872         }
3873
3874         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
3875         if (!busiest) {
3876                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
3877                 goto out_balanced;
3878         }
3879
3880         BUG_ON(busiest == this_rq);
3881
3882         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
3883
3884         ld_moved = 0;
3885         if (busiest->nr_running > 1) {
3886                 /*
3887                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
3888                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
3889                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
3890                  * correctly treated as an imbalance.
3891                  */
3892                 local_irq_save(flags);
3893                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
3894                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3895                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
3896                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
3897                 local_irq_restore(flags);
3898
3899                 /*
3900                  * some other cpu did the load balance for us.
3901                  */
3902                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
3903                         resched_cpu(this_cpu);
3904
3905                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
3906                 if (unlikely(all_pinned)) {
3907                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
3908                         if (!cpumask_empty(cpus))
3909                                 goto redo;
3910                         goto out_balanced;
3911                 }
3912         }
3913
3914         if (!ld_moved) {
3915                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
3916                 sd->nr_balance_failed++;
3917
3918                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
3919
3920                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
3921
3922                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
3923                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
3924                          */
3925                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
3926                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
3927                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3928                                 all_pinned = 1;
3929                                 goto out_one_pinned;
3930                         }
3931
3932                         if (!busiest->active_balance) {
3933                                 busiest->active_balance = 1;
3934                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
3935                                 active_balance = 1;
3936                         }
3937                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3938                         if (active_balance)
3939                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
3940
3941                         /*
3942                          * We've kicked active balancing, reset the failure
3943                          * counter.
3944                          */
3945                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
3946                 }
3947         } else
3948                 sd->nr_balance_failed = 0;
3949
3950         if (likely(!active_balance)) {
3951                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
3952                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
3953         } else {
3954                 /*
3955                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
3956                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
3957                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3958                  * move_tasks).
3959                  */
3960                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3961                         sd->balance_interval *= 2;
3962         }
3963
3964         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3965             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3966                 ld_moved = -1;
3967
3968         goto out;
3969
3970 out_balanced:
3971         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3972
3973         sd->nr_balance_failed = 0;
3974
3975 out_one_pinned:
3976         /* tune up the balancing interval */
3977         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3978                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3979                 sd->balance_interval *= 2;
3980
3981         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3982             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3983                 ld_moved = -1;
3984         else
3985                 ld_moved = 0;
3986 out:
3987         if (ld_moved)
3988                 update_shares(sd);
3989         return ld_moved;
3990 }
3991
3992 /*
3993  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3994  * tasks if there is an imbalance.
3995  *
3996  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
3997  * this_rq is locked.
3998  */
3999 static int
4000 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
4001 {
4002         struct sched_group *group;
4003         struct rq *busiest = NULL;
4004         unsigned long imbalance;
4005         int ld_moved = 0;
4006         int sd_idle = 0;
4007         int all_pinned = 0;
4008         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4009
4010         cpumask_setall(cpus);
4011
4012         /*
4013          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4014          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4015          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
4016          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4017          */
4018         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4019             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4020                 sd_idle = 1;
4021
4022         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
4023 redo:
4024         update_shares_locked(this_rq, sd);
4025         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
4026                                    &sd_idle, cpus, NULL);
4027         if (!group) {
4028                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
4029                 goto out_balanced;
4030         }
4031
4032         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
4033         if (!busiest) {
4034                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
4035                 goto out_balanced;
4036         }
4037
4038         BUG_ON(busiest == this_rq);
4039
4040         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
4041
4042         ld_moved = 0;
4043         if (busiest->nr_running > 1) {
4044                 /* Attempt to move tasks */
4045                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4046                 /* this_rq->clock is already updated */
4047                 update_rq_clock(busiest);
4048                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4049                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
4050                                         &all_pinned);
4051                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4052
4053                 if (unlikely(all_pinned)) {
4054                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4055                         if (!cpumask_empty(cpus))
4056                                 goto redo;
4057                 }
4058         }
4059
4060         if (!ld_moved) {
4061                 int active_balance = 0;
4062
4063                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
4064                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4065                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4066                         return -1;
4067
4068                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4069                         return -1;
4070
4071                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
4072                         return -1;
4073
4074                 /*
4075                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4076                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4077                  * package. The same method used to move task in load_balance()
4078                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
4079                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
4080                  *
4081                  * The package power saving logic comes from
4082                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
4083                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
4084                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4085                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4086                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4087                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4088                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4089                  *
4090                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4091                  * will be more than one task in the source run queue and
4092                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4093                  * active balance code will not be triggered.
4094                  */
4095
4096                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
4097                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4098
4099                 /*
4100                  * don't kick the migration_thread, if the curr
4101                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4102                  */
4103                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4104                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4105                         all_pinned = 1;
4106                         return ld_moved;
4107                 }
4108
4109                 if (!busiest->active_balance) {
4110                         busiest->active_balance = 1;
4111                         busiest->push_cpu = this_cpu;
4112                         active_balance = 1;
4113                 }
4114
4115                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4116                 /*
4117                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
4118                  */
4119                 spin_unlock(&this_rq->lock);
4120                 if (active_balance)
4121                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
4122                 spin_lock(&this_rq->lock);
4123
4124         } else
4125                 sd->nr_balance_failed = 0;
4126
4127         update_shares_locked(this_rq, sd);
4128         return ld_moved;
4129
4130 out_balanced:
4131         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
4132         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4133             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4134                 return -1;
4135         sd->nr_balance_failed = 0;
4136
4137         return 0;
4138 }
4139
4140 /*
4141  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4142  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4143  */
4144 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4145 {
4146         struct sched_domain *sd;
4147         int pulled_task = 0;
4148         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4149
4150         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4151                 unsigned long interval;
4152
4153                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4154                         continue;
4155
4156                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
4157                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4158                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
4159                                                            sd);
4160
4161                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4162                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4163                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4164                 if (pulled_task)
4165                         break;
4166         }
4167         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4168                 /*
4169                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4170                  * a busy processor. So reset next_balance.
4171                  */
4172                 this_rq->next_balance = next_balance;
4173         }
4174 }
4175
4176 /*
4177  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
4178  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
4179  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
4180  * logical imbalances.
4181  *
4182  * Called with busiest_rq locked.
4183  */
4184 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
4185 {
4186         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4187         struct sched_domain *sd;
4188         struct rq *target_rq;
4189
4190         /* Is there any task to move? */
4191         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4192                 return;
4193
4194         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4195
4196         /*
4197          * This condition is "impossible", if it occurs
4198          * we need to fix it. Originally reported by
4199          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4200          */
4201         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4202
4203         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4204         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4205         update_rq_clock(busiest_rq);
4206         update_rq_clock(target_rq);
4207
4208         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4209         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4210                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4211                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4212                                 break;
4213         }
4214
4215         if (likely(sd)) {
4216                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4217
4218                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4219                                   sd, CPU_IDLE))
4220                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4221                 else
4222                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4223         }
4224         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4225 }
4226
4227 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4228 static struct {
4229         atomic_t load_balancer;
4230         cpumask_var_t cpu_mask;
4231 } nohz ____cacheline_aligned = {
4232         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
4233 };
4234
4235 /*
4236  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4237  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4238  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
4239  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
4240  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
4241  * arrives...
4242  *
4243  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
4244  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
4245  * nohz.cpu_mask..
4246  *
4247  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
4248  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
4249  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
4250  * there is no need for ilb owner.
4251  *
4252  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
4253  * next busy scheduler_tick()
4254  */
4255 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4256 {
4257         int cpu = smp_processor_id();
4258
4259         if (stop_tick) {
4260                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
4261
4262                 if (!cpu_active(cpu)) {
4263                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4264                                 return 0;
4265
4266                         /*
4267                          * If we are going offline and still the leader,
4268                          * give up!
4269                          */
4270                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4271                                 BUG();
4272
4273                         return 0;
4274                 }
4275
4276                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4277
4278                 /* time for ilb owner also to sleep */
4279                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4280                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4281                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4282                         return 0;
4283                 }
4284
4285                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4286                         /* make me the ilb owner */
4287                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
4288                                 return 1;
4289                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4290                         return 1;
4291         } else {
4292                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4293                         return 0;
4294
4295                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4296
4297                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4298                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4299                                 BUG();
4300         }
4301         return 0;
4302 }
4303 #endif
4304
4305 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4306
4307 /*
4308  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4309  * and initiates a balancing operation if so.
4310  *
4311  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4312  */
4313 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4314 {
4315         int balance = 1;
4316         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4317         unsigned long interval;
4318         struct sched_domain *sd;
4319         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4320         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4321         int update_next_balance = 0;
4322         int need_serialize;
4323
4324         for_each_domain(cpu, sd) {
4325                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4326                         continue;
4327
4328                 interval = sd->balance_interval;
4329                 if (idle != CPU_IDLE)
4330                         interval *= sd->busy_factor;
4331
4332                 /* scale ms to jiffies */
4333                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4334                 if (unlikely(!interval))
4335                         interval = 1;
4336                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
4337                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
4338
4339                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4340
4341                 if (need_serialize) {
4342                         if (!spin_trylock(&balancing))
4343                                 goto out;
4344                 }
4345
4346                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4347                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4348                                 /*
4349                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4350                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
4351                                  * not idle.
4352                                  */
4353                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4354                         }
4355                         sd->last_balance = jiffies;
4356                 }
4357                 if (need_serialize)
4358                         spin_unlock(&balancing);
4359 out:
4360                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4361                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4362                         update_next_balance = 1;
4363                 }
4364
4365                 /*
4366                  * Stop the load balance at this level. There is another
4367                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4368                  * actively.
4369                  */
4370                 if (!balance)
4371                         break;
4372         }
4373
4374         /*
4375          * next_balance will be updated only when there is a need.
4376          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4377          * updated.
4378          */
4379         if (likely(update_next_balance))
4380                 rq->next_balance = next_balance;
4381 }
4382
4383 /*
4384  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4385  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
4386  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4387  */
4388 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4389 {
4390         int this_cpu = smp_processor_id();
4391         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4392         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
4393                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4394
4395         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4396
4397 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4398         /*
4399          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
4400          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4401          * stopped.
4402          */
4403         if (this_rq->idle_at_tick &&
4404             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
4405                 struct rq *rq;
4406                 int balance_cpu;
4407
4408                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
4409                         if (balance_cpu == this_cpu)
4410                                 continue;
4411
4412                         /*
4413                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4414                          * work being done for other cpus. Next load
4415                          * balancing owner will pick it up.
4416                          */
4417                         if (need_resched())
4418                                 break;
4419
4420                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4421
4422                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
4423                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4424                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4425                 }
4426         }
4427 #endif
4428 }
4429
4430 static inline int on_null_domain(int cpu)
4431 {
4432         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
4433 }
4434
4435 /*
4436  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4437  *
4438  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
4439  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
4440  * if the whole system is idle.
4441  */
4442 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4443 {
4444 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4445         /*
4446          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4447          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4448          * load balancer.
4449          */
4450         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4451                 rq->in_nohz_recently = 0;
4452
4453                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4454                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4455                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4456                 }
4457
4458                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4459                         /*
4460                          * simple selection for now: Nominate the
4461                          * first cpu in the nohz list to be the next
4462                          * ilb owner.
4463                          *
4464                          * TBD: Traverse the sched domains and nominate
4465                          * the nearest cpu in the nohz.cpu_mask.
4466                          */
4467                         int ilb = cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4468
4469                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4470                                 resched_cpu(ilb);
4471                 }
4472         }
4473
4474         /*
4475          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4476          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4477          */
4478         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4479             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4480                 resched_cpu(cpu);
4481                 return;
4482         }
4483
4484         /*
4485          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4486          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4487          */
4488         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4489             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4490                 return;
4491 #endif
4492         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4493         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4494             likely(!on_null_domain(cpu)))
4495                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4496 }
4497
4498 #else   /* CONFIG_SMP */
4499
4500 /*
4501  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4502  */
4503 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4504 {
4505 }
4506
4507 #endif
4508
4509 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4510
4511 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4512
4513 /*
4514  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been banked in
4515  * @p in case that task is currently running.
4516  */
4517 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4518 {
4519         unsigned long flags;
4520         struct rq *rq;
4521         u64 ns = 0;
4522
4523         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4524
4525         if (task_current(rq, p)) {
4526                 u64 delta_exec;
4527
4528                 update_rq_clock(rq);
4529                 delta_exec = rq->clock - p->se.exec_start;
4530                 if ((s64)delta_exec > 0)
4531                         ns = delta_exec;
4532         }
4533
4534         task_rq_unlock(rq, &flags);
4535
4536         return ns;
4537 }
4538
4539 /*
4540  * Account user cpu time to a process.
4541  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4542  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
4543  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4544  */
4545 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4546                        cputime_t cputime_scaled)
4547 {
4548         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4549         cputime64_t tmp;
4550
4551         /* Add user time to process. */
4552         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4553         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4554         account_group_user_time(p, cputime);
4555
4556         /* Add user time to cpustat. */
4557         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4558         if (TASK_NICE(p) > 0)
4559                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
4560         else
4561                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4562         /* Account for user time used */
4563         acct_update_integrals(p);
4564 }
4565
4566 /*
4567  * Account guest cpu time to a process.
4568  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4569  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
4570  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4571  */
4572 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4573                                cputime_t cputime_scaled)
4574 {
4575         cputime64_t tmp;
4576         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4577
4578         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4579
4580         /* Add guest time to process. */
4581         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4582         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4583         account_group_user_time(p, cputime);
4584         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
4585
4586         /* Add guest time to cpustat. */
4587         cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4588         cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
4589 }
4590
4591 /*
4592  * Account system cpu time to a process.
4593  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4594  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
4595  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
4596  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4597  */
4598 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
4599                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
4600 {
4601         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4602         cputime64_t tmp;
4603
4604         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
4605                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
4606                 return;
4607         }
4608
4609         /* Add system time to process. */
4610         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
4611         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
4612         account_group_system_time(p, cputime);
4613
4614         /* Add system time to cpustat. */
4615         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4616         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
4617                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
4618         else if (softirq_count())
4619                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
4620         else
4621                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
4622
4623         /* Account for system time used */
4624         acct_update_integrals(p);
4625 }
4626
4627 /*
4628  * Account for involuntary wait time.
4629  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
4630  */
4631 void account_steal_time(cputime_t cputime)
4632 {
4633         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4634         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4635
4636         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
4637 }
4638
4639 /*
4640  * Account for idle time.
4641  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
4642  */
4643 void account_idle_time(cputime_t cputime)
4644 {
4645         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4646         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4647         struct rq *rq = this_rq();
4648
4649         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
4650                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
4651         else
4652                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
4653 }
4654
4655 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4656
4657 /*
4658  * Account a single tick of cpu time.
4659  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4660  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
4661  */
4662 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
4663 {
4664         cputime_t one_jiffy = jiffies_to_cputime(1);
4665         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(one_jiffy);
4666         struct rq *rq = this_rq();
4667
4668         if (user_tick)
4669                 account_user_time(p, one_jiffy, one_jiffy_scaled);
4670         else if (p != rq->idle)
4671                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, one_jiffy,
4672                                     one_jiffy_scaled);
4673         else
4674                 account_idle_time(one_jiffy);
4675 }
4676
4677 /*
4678  * Account multiple ticks of steal time.
4679  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
4680  * @ticks: number of stolen ticks
4681  */
4682 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
4683 {
4684         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4685 }
4686
4687 /*
4688  * Account multiple ticks of idle time.
4689  * @ticks: number of stolen ticks
4690  */
4691 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
4692 {
4693         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4694 }
4695
4696 #endif
4697
4698 /*
4699  * Use precise platform statistics if available:
4700  */
4701 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4702 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
4703 {
4704         return p->utime;
4705 }
4706
4707 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
4708 {
4709         return p->stime;
4710 }
4711 #else
4712 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
4713 {
4714         clock_t utime = cputime_to_clock_t(p->utime),
4715                 total = utime + cputime_to_clock_t(p->stime);
4716         u64 temp;
4717
4718         /*
4719          * Use CFS's precise accounting:
4720          */
4721         temp = (u64)nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime);
4722
4723         if (total) {
4724                 temp *= utime;
4725                 do_div(temp, total);
4726         }
4727         utime = (clock_t)temp;
4728
4729         p->prev_utime = max(p->prev_utime, clock_t_to_cputime(utime));
4730         return p->prev_utime;
4731 }
4732
4733 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
4734 {
4735         clock_t stime;
4736
4737         /*
4738          * Use CFS's precise accounting. (we subtract utime from
4739          * the total, to make sure the total observed by userspace
4740          * grows monotonically - apps rely on that):
4741          */
4742         stime = nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime) -
4743                         cputime_to_clock_t(task_utime(p));
4744
4745         if (stime >= 0)
4746                 p->prev_stime = max(p->prev_stime, clock_t_to_cputime(stime));
4747
4748         return p->prev_stime;
4749 }
4750 #endif
4751
4752 inline cputime_t task_gtime(struct task_struct *p)
4753 {
4754         return p->gtime;
4755 }
4756
4757 /*
4758  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
4759  * We call it with interrupts disabled.
4760  *
4761  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
4762  * timeslices.
4763  */
4764 void scheduler_tick(void)
4765 {
4766         int cpu = smp_processor_id();
4767         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4768         struct task_struct *curr = rq->curr;
4769
4770         sched_clock_tick();
4771
4772         spin_lock(&rq->lock);
4773         update_rq_clock(rq);
4774         update_cpu_load(rq);
4775         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4776         spin_unlock(&rq->lock);
4777
4778 #ifdef CONFIG_SMP
4779         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
4780         trigger_load_balance(rq, cpu);
4781 #endif
4782 }
4783
4784 unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
4785 {
4786         if (in_lock_functions(addr)) {
4787                 addr = CALLER_ADDR2;
4788                 if (in_lock_functions(addr))
4789                         addr = CALLER_ADDR3;
4790         }
4791         return addr;
4792 }
4793
4794 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
4795                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
4796
4797 void __kprobes add_preempt_count(int val)
4798 {
4799 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4800         /*
4801          * Underflow?
4802          */
4803         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
4804                 return;
4805 #endif
4806         preempt_count() += val;
4807 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4808         /*
4809          * Spinlock count overflowing soon?
4810          */
4811         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
4812                                 PREEMPT_MASK - 10);
4813 #endif
4814         if (preempt_count() == val)
4815                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4816 }
4817 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
4818
4819 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
4820 {
4821 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4822         /*
4823          * Underflow?
4824          */
4825         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
4826                 return;
4827         /*
4828          * Is the spinlock portion underflowing?
4829          */
4830         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
4831                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
4832                 return;
4833 #endif
4834
4835         if (preempt_count() == val)
4836                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4837         preempt_count() -= val;
4838 }
4839 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
4840
4841 #endif
4842
4843 /*
4844  * Print scheduling while atomic bug:
4845  */
4846 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
4847 {
4848         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
4849
4850         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
4851                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
4852
4853         debug_show_held_locks(prev);
4854         print_modules();
4855         if (irqs_disabled())
4856                 print_irqtrace_events(prev);
4857
4858         if (regs)
4859                 show_regs(regs);
4860         else
4861                 dump_stack();
4862 }
4863
4864 /*
4865  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
4866  */
4867 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
4868 {
4869         /*
4870          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
4871          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
4872          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
4873          */
4874         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
4875                 __schedule_bug(prev);
4876
4877         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
4878
4879         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
4880 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4881         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
4882                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
4883                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
4884         }
4885 #endif
4886 }
4887
4888 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4889 {
4890         if (prev->state == TASK_RUNNING) {
4891                 u64 runtime = prev->se.sum_exec_runtime;
4892
4893                 runtime -= prev->se.prev_sum_exec_runtime;
4894                 runtime = min_t(u64, runtime, 2*sysctl_sched_migration_cost);
4895
4896                 /*
4897                  * In order to avoid avg_overlap growing stale when we are
4898                  * indeed overlapping and hence not getting put to sleep, grow
4899                  * the avg_overlap on preemption.
4900                  *
4901                  * We use the average preemption runtime because that
4902                  * correlates to the amount of cache footprint a task can
4903                  * build up.
4904                  */
4905                 update_avg(&prev->se.avg_overlap, runtime);
4906         }
4907         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
4908 }
4909
4910 /*
4911  * Pick up the highest-prio task:
4912  */
4913 static inline struct task_struct *
4914 pick_next_task(struct rq *rq)
4915 {
4916         const struct sched_class *class;
4917         struct task_struct *p;
4918
4919         /*
4920          * Optimization: we know that if all tasks are in
4921          * the fair class we can call that function directly:
4922          */
4923         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
4924                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
4925                 if (likely(p))
4926                         return p;
4927         }
4928
4929         class = sched_class_highest;
4930         for ( ; ; ) {
4931                 p = class->pick_next_task(rq);
4932                 if (p)
4933                         return p;
4934                 /*
4935                  * Will never be NULL as the idle class always
4936                  * returns a non-NULL p:
4937                  */
4938                 class = class->next;
4939         }
4940 }
4941
4942 /*
4943  * schedule() is the main scheduler function.
4944  */
4945 asmlinkage void __sched __schedule(void)
4946 {
4947         struct task_struct *prev, *next;
4948         unsigned long *switch_count;
4949         struct rq *rq;
4950         int cpu;
4951
4952         cpu = smp_processor_id();
4953         rq = cpu_rq(cpu);
4954         rcu_qsctr_inc(cpu);
4955         prev = rq->curr;
4956         switch_count = &prev->nivcsw;
4957
4958         release_kernel_lock(prev);
4959 need_resched_nonpreemptible:
4960
4961         schedule_debug(prev);
4962
4963         if (sched_feat(HRTICK))
4964                 hrtick_clear(rq);
4965
4966         spin_lock_irq(&rq->lock);
4967         update_rq_clock(rq);
4968         clear_tsk_need_resched(prev);
4969
4970         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
4971                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
4972                         prev->state = TASK_RUNNING;
4973                 else
4974                         deactivate_task(rq, prev, 1);
4975                 switch_count = &prev->nvcsw;
4976         }
4977
4978 #ifdef CONFIG_SMP
4979         if (prev->sched_class->pre_schedule)
4980                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
4981 #endif
4982
4983         if (unlikely(!rq->nr_running))
4984                 idle_balance(cpu, rq);
4985
4986         put_prev_task(rq, prev);
4987         next = pick_next_task(rq);
4988
4989         if (likely(prev != next)) {
4990                 sched_info_switch(prev, next);
4991
4992                 rq->nr_switches++;
4993                 rq->curr = next;
4994                 ++*switch_count;
4995
4996                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
4997                 /*
4998                  * the context switch might have flipped the stack from under
4999                  * us, hence refresh the local variables.
5000                  */
5001                 cpu = smp_processor_id();
5002                 rq = cpu_rq(cpu);
5003         } else
5004                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
5005
5006         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
5007                 goto need_resched_nonpreemptible;
5008 }
5009
5010 asmlinkage void __sched schedule(void)
5011 {
5012 need_resched:
5013         preempt_disable();
5014         __schedule();
5015         preempt_enable_no_resched();
5016         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)))
5017                 goto need_resched;
5018 }
5019 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5020
5021 #ifdef CONFIG_SMP
5022 /*
5023  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
5024  * access and not reliable.
5025  */
5026 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct thread_info *owner)
5027 {
5028         unsigned int cpu;
5029         struct rq *rq;
5030
5031         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
5032                 return 0;
5033
5034 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
5035         /*
5036          * Need to access the cpu field knowing that
5037          * DEBUG_PAGEALLOC could have unmapped it if
5038          * the mutex owner just released it and exited.
5039          */
5040         if (probe_kernel_address(&owner->cpu, cpu))
5041                 goto out;
5042 #else
5043         cpu = owner->cpu;
5044 #endif
5045
5046         /*
5047          * Even if the access succeeded (likely case),
5048          * the cpu field may no longer be valid.
5049          */
5050         if (cpu >= nr_cpumask_bits)
5051                 goto out;
5052
5053         /*
5054          * We need to validate that we can do a
5055          * get_cpu() and that we have the percpu area.
5056          */
5057         if (!cpu_online(cpu))
5058                 goto out;
5059
5060         rq = cpu_rq(cpu);
5061
5062         for (;;) {
5063                 /*
5064                  * Owner changed, break to re-assess state.
5065                  */
5066                 if (lock->owner != owner)
5067                         break;
5068
5069                 /*
5070                  * Is that owner really running on that cpu?
5071                  */
5072                 if (task_thread_info(rq->curr) != owner || need_resched())
5073                         return 0;
5074
5075                 cpu_relax();
5076         }
5077 out:
5078         return 1;
5079 }
5080 #endif
5081
5082 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5083 /*
5084  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5085  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
5086  * occur there and call schedule directly.
5087  */
5088 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
5089 {
5090         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5091
5092         /*
5093          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5094          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5095          */
5096         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
5097                 return;
5098
5099         do {
5100                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5101                 schedule();
5102                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5103
5104                 /*
5105                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5106                  * between schedule and now.
5107                  */
5108                 barrier();
5109         } while (need_resched());
5110 }
5111 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5112
5113 /*
5114  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
5115  * off of irq context.
5116  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5117  * protect us against recursive calling from irq.
5118  */
5119 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
5120 {
5121         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5122
5123         /* Catch callers which need to be fixed */
5124         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
5125
5126         do {
5127                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5128                 local_irq_enable();
5129                 schedule();
5130                 local_irq_disable();
5131                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5132
5133                 /*
5134                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5135                  * between schedule and now.
5136                  */
5137                 barrier();
5138         } while (need_resched());
5139 }
5140
5141 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
5142
5143 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int sync,
5144                           void *key)
5145 {
5146         return try_to_wake_up(curr->private, mode, sync);
5147 }
5148 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5149
5150 /*
5151  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
5152  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
5153  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
5154  *
5155  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
5156  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
5157  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
5158  */
5159 void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5160                         int nr_exclusive, int sync, void *key)
5161 {
5162         wait_queue_t *curr, *next;
5163
5164         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
5165                 unsigned flags = curr->flags;
5166
5167                 if (curr->func(curr, mode, sync, key) &&
5168                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
5169                         break;
5170         }
5171 }
5172
5173 /**
5174  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
5175  * @q: the waitqueue
5176  * @mode: which threads
5177  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5178  * @key: is directly passed to the wakeup function
5179  */
5180 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5181                         int nr_exclusive, void *key)
5182 {
5183         unsigned long flags;
5184
5185         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5186         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
5187         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5188 }
5189 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
5190
5191 /*
5192  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
5193  */
5194 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
5195 {
5196         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
5197 }
5198
5199 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
5200 {
5201         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
5202 }
5203
5204 /**
5205  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
5206  * @q: the waitqueue
5207  * @mode: which threads
5208  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5209  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
5210  *
5211  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
5212  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
5213  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
5214  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
5215  *
5216  * On UP it can prevent extra preemption.
5217  */
5218 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5219                         int nr_exclusive, void *key)
5220 {
5221         unsigned long flags;
5222         int sync = 1;
5223
5224         if (unlikely(!q))
5225                 return;
5226
5227         if (unlikely(!nr_exclusive))
5228                 sync = 0;
5229
5230         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5231         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, sync, key);
5232         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5233 }
5234 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
5235
5236 /*
5237  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
5238  */
5239 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
5240 {
5241         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
5242 }
5243 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
5244
5245 /**
5246  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
5247  * @x:  holds the state of this particular completion
5248  *
5249  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
5250  * awakened in the same order in which they were queued.
5251  *
5252  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
5253  */
5254 void complete(struct completion *x)
5255 {
5256         unsigned long flags;
5257
5258         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5259         x->done++;
5260         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
5261         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5262 }
5263 EXPORT_SYMBOL(complete);
5264
5265 /**
5266  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
5267  * @x:  holds the state of this particular completion
5268  *
5269  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
5270  */
5271 void complete_all(struct completion *x)
5272 {
5273         unsigned long flags;
5274
5275         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5276         x->done += UINT_MAX/2;
5277         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
5278         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5279 }
5280 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
5281
5282 static inline long __sched
5283 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5284 {
5285         if (!x->done) {
5286                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
5287
5288                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
5289                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
5290                 do {
5291                         if (signal_pending_state(state, current)) {
5292                                 timeout = -ERESTARTSYS;
5293                                 break;
5294                         }
5295                         __set_current_state(state);
5296                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5297                         timeout = schedule_timeout(timeout);
5298                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5299                 } while (!x->done && timeout);
5300                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
5301                 if (!x->done)
5302                         return timeout;
5303         }
5304         x->done--;
5305         return timeout ?: 1;
5306 }
5307
5308 static long __sched
5309 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5310 {
5311         might_sleep();
5312
5313         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5314         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5315         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5316         return timeout;
5317 }
5318
5319 /**
5320  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5321  * @x:  holds the state of this particular completion
5322  *
5323  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5324  * interruptible and there is no timeout.
5325  *
5326  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5327  * and interrupt capability. Also see complete().
5328  */
5329 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5330 {
5331         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5332 }
5333 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5334
5335 /**
5336  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5337  * @x:  holds the state of this particular completion
5338  * @timeout:  timeout value in jiffies
5339  *
5340  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5341  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5342  * interruptible.
5343  */
5344 unsigned long __sched
5345 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5346 {
5347         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5348 }
5349 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5350
5351 /**
5352  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5353  * @x:  holds the state of this particular completion
5354  *
5355  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5356  * interruptible.
5357  */
5358 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5359 {
5360         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5361         if (t == -ERESTARTSYS)
5362                 return t;
5363         return 0;
5364 }
5365 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5366
5367 /**
5368  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5369  * @x:  holds the state of this particular completion
5370  * @timeout:  timeout value in jiffies
5371  *
5372  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5373  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5374  */
5375 unsigned long __sched
5376 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5377                                           unsigned long timeout)
5378 {
5379         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5380 }
5381 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5382
5383 /**
5384  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5385  * @x:  holds the state of this particular completion
5386  *
5387  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5388  * interrupted by a kill signal.
5389  */
5390 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5391 {
5392         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5393         if (t == -ERESTARTSYS)
5394                 return t;
5395         return 0;
5396 }
5397 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5398
5399 /**
5400  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5401  *      @x:     completion structure
5402  *
5403  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5404  *               1 if a decrement succeeded.
5405  *
5406  *      If a completion is being used as a counting completion,
5407  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5408  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5409  *      is protecting is not available.
5410  */
5411 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5412 {
5413         int ret = 1;
5414
5415         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5416         if (!x->done)
5417                 ret = 0;
5418         else
5419                 x->done--;
5420         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5421         return ret;
5422 }
5423 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5424
5425 /**
5426  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5427  *      @x:     completion structure
5428  *
5429  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5430  *               1 if there are no waiters.
5431  *
5432  */
5433 bool completion_done(struct completion *x)
5434 {
5435         int ret = 1;
5436
5437         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5438         if (!x->done)
5439                 ret = 0;
5440         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5441         return ret;
5442 }
5443 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5444
5445 static long __sched
5446 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5447 {
5448         unsigned long flags;
5449         wait_queue_t wait;
5450
5451         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5452
5453         __set_current_state(state);
5454
5455         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5456         __add_wait_queue(q, &wait);
5457         spin_unlock(&q->lock);
5458         timeout = schedule_timeout(timeout);
5459         spin_lock_irq(&q->lock);
5460         __remove_wait_queue(q, &wait);
5461         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5462
5463         return timeout;
5464 }
5465
5466 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5467 {
5468         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5469 }
5470 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
5471
5472 long __sched
5473 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5474 {
5475         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
5476 }
5477 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
5478
5479 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5480 {
5481         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5482 }
5483 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
5484
5485 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5486 {
5487         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
5488 }
5489 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
5490
5491 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5492
5493 /*
5494  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5495  * @p: task
5496  * @prio: prio value (kernel-internal form)
5497  *
5498  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
5499  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
5500  *
5501  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
5502  */
5503 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
5504 {
5505         unsigned long flags;
5506         int oldprio, on_rq, running;
5507         struct rq *rq;
5508         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
5509
5510         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
5511
5512         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5513         update_rq_clock(rq);
5514
5515         oldprio = p->prio;
5516         on_rq = p->se.on_rq;
5517         running = task_current(rq, p);
5518         if (on_rq)
5519                 dequeue_task(rq, p, 0);
5520         if (running)
5521                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5522
5523         if (rt_prio(prio))
5524                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5525         else
5526                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5527
5528         p->prio = prio;
5529
5530         if (running)
5531                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5532         if (on_rq) {
5533                 enqueue_task(rq, p, 0);
5534
5535                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
5536         }
5537         task_rq_unlock(rq, &flags);
5538 }
5539
5540 #endif
5541
5542 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
5543 {
5544         int old_prio, delta, on_rq;
5545         unsigned long flags;
5546         struct rq *rq;
5547
5548         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
5549                 return;
5550         /*
5551          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
5552          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
5553          */
5554         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5555         update_rq_clock(rq);
5556         /*
5557          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
5558          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
5559          * it wont have any effect on scheduling until the task is
5560          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
5561          */
5562         if (task_has_rt_policy(p)) {
5563                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5564                 goto out_unlock;
5565         }
5566         on_rq = p->se.on_rq;
5567         if (on_rq)
5568                 dequeue_task(rq, p, 0);
5569
5570         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5571         set_load_weight(p);
5572         old_prio = p->prio;
5573         p->prio = effective_prio(p);
5574         delta = p->prio - old_prio;
5575
5576         if (on_rq) {
5577                 enqueue_task(rq, p, 0);
5578                 /*
5579                  * If the task increased its priority or is running and
5580                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
5581                  */
5582                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
5583                         resched_task(rq->curr);
5584         }
5585 out_unlock:
5586         task_rq_unlock(rq, &flags);
5587 }
5588 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
5589
5590 /*
5591  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
5592  * @p: task
5593  * @nice: nice value
5594  */
5595 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
5596 {
5597         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
5598         int nice_rlim = 20 - nice;
5599
5600         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
5601                 capable(CAP_SYS_NICE));
5602 }
5603
5604 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5605
5606 /*
5607  * sys_nice - change the priority of the current process.
5608  * @increment: priority increment
5609  *
5610  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5611  * does similar things.
5612  */
5613 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
5614 {
5615         long nice, retval;
5616
5617         /*
5618          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5619          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5620          * and we have a single winner.
5621          */
5622         if (increment < -40)
5623                 increment = -40;
5624         if (increment > 40)
5625                 increment = 40;
5626
5627         nice = TASK_NICE(current) + increment;
5628         if (nice < -20)
5629                 nice = -20;
5630         if (nice > 19)
5631                 nice = 19;
5632
5633         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
5634                 return -EPERM;
5635
5636         retval = security_task_setnice(current, nice);
5637         if (retval)
5638                 return retval;
5639
5640         set_user_nice(current, nice);
5641         return 0;
5642 }
5643
5644 #endif
5645
5646 /**
5647  * task_prio - return the priority value of a given task.
5648  * @p: the task in question.
5649  *
5650  * This is the priority value as seen by users in /proc.
5651  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
5652  * around 0, value goes from -16 to +15.
5653  */
5654 int task_prio(const struct task_struct *p)
5655 {
5656         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
5657 }
5658
5659 /**
5660  * task_nice - return the nice value of a given task.
5661  * @p: the task in question.
5662  */
5663 int task_nice(const struct task_struct *p)
5664 {
5665         return TASK_NICE(p);
5666 }
5667 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
5668
5669 /**
5670  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
5671  * @cpu: the processor in question.
5672  */
5673 int idle_cpu(int cpu)
5674 {
5675         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
5676 }
5677
5678 /**
5679  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
5680  * @cpu: the processor in question.
5681  */
5682 struct task_struct *idle_task(int cpu)
5683 {
5684         return cpu_rq(cpu)->idle;
5685 }
5686
5687 /**
5688  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
5689  * @pid: the pid in question.
5690  */
5691 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
5692 {
5693         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
5694 }
5695
5696 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
5697 static void
5698 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
5699 {
5700         BUG_ON(p->se.on_rq);
5701
5702         p->policy = policy;
5703         switch (p->policy) {
5704         case SCHED_NORMAL:
5705         case SCHED_BATCH:
5706         case SCHED_IDLE:
5707                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5708                 break;
5709         case SCHED_FIFO:
5710         case SCHED_RR:
5711                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5712                 break;
5713         }
5714
5715         p->rt_priority = prio;
5716         p->normal_prio = normal_prio(p);
5717         /* we are holding p->pi_lock already */
5718         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
5719         set_load_weight(p);
5720 }
5721
5722 /*
5723  * check the target process has a UID that matches the current process's
5724  */
5725 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
5726 {
5727         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
5728         bool match;
5729
5730         rcu_read_lock();
5731         pcred = __task_cred(p);
5732         match = (cred->euid == pcred->euid ||
5733                  cred->euid == pcred->uid);
5734         rcu_read_unlock();
5735         return match;
5736 }
5737
5738 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5739                                 struct sched_param *param, bool user)
5740 {
5741         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
5742         unsigned long flags;
5743         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
5744         struct rq *rq;
5745
5746         /* may grab non-irq protected spin_locks */
5747         BUG_ON(in_interrupt());
5748 recheck:
5749         /* double check policy once rq lock held */
5750         if (policy < 0)
5751                 policy = oldpolicy = p->policy;
5752         else if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
5753                         policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
5754                         policy != SCHED_IDLE)
5755                 return -EINVAL;
5756         /*
5757          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
5758          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
5759          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
5760          */
5761         if (param->sched_priority < 0 ||
5762             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
5763             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
5764                 return -EINVAL;
5765         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
5766                 return -EINVAL;
5767
5768         /*
5769          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
5770          */
5771         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
5772                 if (rt_policy(policy)) {
5773                         unsigned long rlim_rtprio;
5774
5775                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
5776                                 return -ESRCH;
5777                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
5778                         unlock_task_sighand(p, &flags);
5779
5780                         /* can't set/change the rt policy */
5781                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
5782                                 return -EPERM;
5783
5784                         /* can't increase priority */
5785                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
5786                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
5787                                 return -EPERM;
5788                 }
5789                 /*
5790                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
5791                  * move out of SCHED_IDLE either:
5792                  */
5793                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
5794                         return -EPERM;
5795
5796                 /* can't change other user's priorities */
5797                 if (!check_same_owner(p))
5798                         return -EPERM;
5799         }
5800
5801         if (user) {
5802 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5803                 /*
5804                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5805                  * assigned.
5806                  */
5807                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
5808                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
5809                         return -EPERM;
5810 #endif
5811
5812                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
5813                 if (retval)
5814                         return retval;
5815         }
5816
5817         /*
5818          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
5819          * changing the priority of the task:
5820          */
5821         spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5822         /*
5823          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
5824          * runqueue lock must be held.
5825          */
5826         rq = __task_rq_lock(p);
5827         /* recheck policy now with rq lock held */
5828         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5829                 policy = oldpolicy = -1;
5830                 __task_rq_unlock(rq);
5831                 spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5832                 goto recheck;
5833         }
5834         update_rq_clock(rq);
5835         on_rq = p->se.on_rq;
5836         running = task_current(rq, p);
5837         if (on_rq)
5838                 deactivate_task(rq, p, 0);
5839         if (running)
5840                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5841
5842         oldprio = p->prio;
5843         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
5844
5845         if (running)
5846                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5847         if (on_rq) {
5848                 activate_task(rq, p, 0);
5849
5850                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
5851         }
5852         __task_rq_unlock(rq);
5853         spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5854
5855         rt_mutex_adjust_pi(p);
5856
5857         return 0;
5858 }
5859
5860 /**
5861  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5862  * @p: the task in question.
5863  * @policy: new policy.
5864  * @param: structure containing the new RT priority.
5865  *
5866  * NOTE that the task may be already dead.
5867  */
5868 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5869                        struct sched_param *param)
5870 {
5871         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5872 }
5873 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5874
5875 /**
5876  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5877  * @p: the task in question.
5878  * @policy: new policy.
5879  * @param: structure containing the new RT priority.
5880  *
5881  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5882  * current context has permission.  For example, this is needed in
5883  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5884  * but our caller might not have that capability.
5885  */
5886 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5887                                struct sched_param *param)
5888 {
5889         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5890 }
5891
5892 static int
5893 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5894 {
5895         struct sched_param lparam;
5896         struct task_struct *p;
5897         int retval;
5898
5899         if (!param || pid < 0)
5900                 return -EINVAL;
5901         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5902                 return -EFAULT;
5903
5904         rcu_read_lock();
5905         retval = -ESRCH;
5906         p = find_process_by_pid(pid);
5907         if (p != NULL)
5908                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5909         rcu_read_unlock();
5910
5911         return retval;
5912 }
5913
5914 /**
5915  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5916  * @pid: the pid in question.
5917  * @policy: new policy.
5918  * @param: structure containing the new RT priority.
5919  */
5920 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
5921                 struct sched_param __user *, param)
5922 {
5923         /* negative values for policy are not valid */
5924         if (policy < 0)
5925                 return -EINVAL;
5926
5927         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5928 }
5929
5930 /**
5931  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5932  * @pid: the pid in question.
5933  * @param: structure containing the new RT priority.
5934  */
5935 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5936 {
5937         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
5938 }
5939
5940 /**
5941  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5942  * @pid: the pid in question.
5943  */
5944 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5945 {
5946         struct task_struct *p;
5947         int retval;
5948
5949         if (pid < 0)
5950                 return -EINVAL;
5951
5952         retval = -ESRCH;
5953         read_lock(&tasklist_lock);
5954         p = find_process_by_pid(pid);
5955         if (p) {
5956                 retval = security_task_getscheduler(p);
5957                 if (!retval)
5958                         retval = p->policy;
5959         }
5960         read_unlock(&tasklist_lock);
5961         return retval;
5962 }
5963
5964 /**
5965  * sys_sched_getscheduler - get the RT priority of a thread
5966  * @pid: the pid in question.
5967  * @param: structure containing the RT priority.
5968  */
5969 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5970 {
5971         struct sched_param lp;
5972         struct task_struct *p;
5973         int retval;
5974
5975         if (!param || pid < 0)
5976                 return -EINVAL;
5977
5978         read_lock(&tasklist_lock);
5979         p = find_process_by_pid(pid);
5980         retval = -ESRCH;
5981         if (!p)
5982                 goto out_unlock;
5983
5984         retval = security_task_getscheduler(p);
5985         if (retval)
5986                 goto out_unlock;
5987
5988         lp.sched_priority = p->rt_priority;
5989         read_unlock(&tasklist_lock);
5990
5991         /*
5992          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5993          */
5994         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5995
5996         return retval;
5997
5998 out_unlock:
5999         read_unlock(&tasklist_lock);
6000         return retval;
6001 }
6002
6003 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6004 {
6005         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6006         struct task_struct *p;
6007         int retval;
6008
6009         get_online_cpus();
6010         read_lock(&tasklist_lock);
6011
6012         p = find_process_by_pid(pid);
6013         if (!p) {
6014                 read_unlock(&tasklist_lock);
6015                 put_online_cpus();
6016                 return -ESRCH;
6017         }
6018
6019         /*
6020          * It is not safe to call set_cpus_allowed with the
6021          * tasklist_lock held. We will bump the task_struct's
6022          * usage count and then drop tasklist_lock.
6023          */
6024         get_task_struct(p);
6025         read_unlock(&tasklist_lock);
6026
6027         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6028                 retval = -ENOMEM;
6029                 goto out_put_task;
6030         }
6031         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6032                 retval = -ENOMEM;
6033                 goto out_free_cpus_allowed;
6034         }
6035         retval = -EPERM;
6036         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
6037                 goto out_unlock;
6038
6039         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
6040         if (retval)
6041                 goto out_unlock;
6042
6043         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6044         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6045  again:
6046         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
6047
6048         if (!retval) {
6049                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6050                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6051                         /*
6052                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6053                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6054                          * cpuset's cpus_allowed
6055                          */
6056                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6057                         goto again;
6058                 }
6059         }
6060 out_unlock:
6061         free_cpumask_var(new_mask);
6062 out_free_cpus_allowed:
6063         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6064 out_put_task:
6065         put_task_struct(p);
6066         put_online_cpus();
6067         return retval;
6068 }
6069
6070 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6071                              struct cpumask *new_mask)
6072 {
6073         if (len < cpumask_size())
6074                 cpumask_clear(new_mask);
6075         else if (len > cpumask_size())
6076                 len = cpumask_size();
6077
6078         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6079 }
6080
6081 /**
6082  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
6083  * @pid: pid of the process
6084  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6085  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
6086  */
6087 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6088                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6089 {
6090         cpumask_var_t new_mask;
6091         int retval;
6092
6093         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6094                 return -ENOMEM;
6095
6096         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6097         if (retval == 0)
6098                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6099         free_cpumask_var(new_mask);
6100         return retval;
6101 }
6102
6103 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6104 {
6105         struct task_struct *p;
6106         int retval;
6107
6108         get_online_cpus();
6109         read_lock(&tasklist_lock);
6110
6111         retval = -ESRCH;
6112         p = find_process_by_pid(pid);
6113         if (!p)
6114                 goto out_unlock;
6115
6116         retval = security_task_getscheduler(p);
6117         if (retval)
6118                 goto out_unlock;
6119
6120         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6121
6122 out_unlock:
6123         read_unlock(&tasklist_lock);
6124         put_online_cpus();
6125
6126         return retval;
6127 }
6128
6129 /**
6130  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
6131  * @pid: pid of the process
6132  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6133  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
6134  */
6135 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6136                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6137 {
6138         int ret;
6139         cpumask_var_t mask;
6140
6141         if (len < cpumask_size())
6142                 return -EINVAL;
6143
6144         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6145                 return -ENOMEM;
6146
6147         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6148         if (ret == 0) {
6149                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, cpumask_size()))
6150                         ret = -EFAULT;
6151                 else
6152                         ret = cpumask_size();
6153         }
6154         free_cpumask_var(mask);
6155
6156         return ret;
6157 }
6158
6159 /**
6160  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6161  *
6162  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6163  * other threads running on this CPU then this function will return.
6164  */
6165 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6166 {
6167         struct rq *rq = this_rq_lock();
6168
6169         schedstat_inc(rq, yld_count);
6170         current->sched_class->yield_task(rq);
6171
6172         /*
6173          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6174          * no need to preempt or enable interrupts:
6175          */
6176         __release(rq->lock);
6177         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
6178         _raw_spin_unlock(&rq->lock);
6179         preempt_enable_no_resched();
6180
6181         schedule();
6182
6183         return 0;
6184 }
6185
6186 static void __cond_resched(void)
6187 {
6188 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK_SLEEP
6189         __might_sleep(__FILE__, __LINE__);
6190 #endif
6191         /*
6192          * The BKS might be reacquired before we have dropped
6193          * PREEMPT_ACTIVE, which could trigger a second
6194          * cond_resched() call.
6195          */
6196         do {
6197                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6198                 schedule();
6199                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6200         } while (need_resched());
6201 }
6202
6203 int __sched _cond_resched(void)
6204 {
6205         if (need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE) &&
6206                                         system_state == SYSTEM_RUNNING) {
6207                 __cond_resched();
6208                 return 1;
6209         }
6210         return 0;
6211 }
6212 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6213
6214 /*
6215  * cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6216  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6217  *
6218  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
6219  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6220  * spin_unlock(), once by hand).
6221  */
6222 int cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6223 {
6224         int resched = need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING;
6225         int ret = 0;
6226
6227         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6228                 spin_unlock(lock);
6229                 if (resched && need_resched())
6230                         __cond_resched();
6231                 else
6232                         cpu_relax();
6233                 ret = 1;
6234                 spin_lock(lock);
6235         }
6236         return ret;
6237 }
6238 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_lock);
6239
6240 int __sched cond_resched_softirq(void)
6241 {
6242         BUG_ON(!in_softirq());
6243
6244         if (need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING) {
6245                 local_bh_enable();
6246                 __cond_resched();
6247                 local_bh_disable();
6248                 return 1;
6249         }
6250         return 0;
6251 }
6252 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_softirq);
6253
6254 /**
6255  * yield - yield the current processor to other threads.
6256  *
6257  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6258  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6259  */
6260 void __sched yield(void)
6261 {
6262         set_current_state(TASK_RUNNING);
6263         sys_sched_yield();
6264 }
6265 EXPORT_SYMBOL(yield);
6266
6267 /*
6268  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6269  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6270  *
6271  * But don't do that if it is a deliberate, throttling IO wait (this task
6272  * has set its backing_dev_info: the queue against which it should throttle)
6273  */
6274 void __sched io_schedule(void)
6275 {
6276         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
6277
6278         delayacct_blkio_start();
6279         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6280         schedule();
6281         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6282         delayacct_blkio_end();
6283 }
6284 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6285
6286 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6287 {
6288         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
6289         long ret;
6290
6291         delayacct_blkio_start();
6292         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6293         ret = schedule_timeout(timeout);
6294         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6295         delayacct_blkio_end();
6296         return ret;
6297 }
6298
6299 /**
6300  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6301  * @policy: scheduling class.
6302  *
6303  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6304  * by a given scheduling class.
6305  */
6306 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6307 {
6308         int ret = -EINVAL;
6309
6310         switch (policy) {
6311         case SCHED_FIFO:
6312         case SCHED_RR:
6313                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6314                 break;
6315         case SCHED_NORMAL:
6316         case SCHED_BATCH:
6317         case SCHED_IDLE:
6318                 ret = 0;
6319                 break;
6320         }
6321         return ret;
6322 }
6323
6324 /**
6325  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6326  * @policy: scheduling class.
6327  *
6328  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6329  * by a given scheduling class.
6330  */
6331 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6332 {
6333         int ret = -EINVAL;
6334
6335         switch (policy) {
6336         case SCHED_FIFO:
6337         case SCHED_RR:
6338                 ret = 1;
6339                 break;
6340         case SCHED_NORMAL:
6341         case SCHED_BATCH:
6342         case SCHED_IDLE:
6343                 ret = 0;
6344         }
6345         return ret;
6346 }
6347
6348 /**
6349  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6350  * @pid: pid of the process.
6351  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6352  *
6353  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6354  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6355  */
6356 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6357                 struct timespec __user *, interval)
6358 {
6359         struct task_struct *p;
6360         unsigned int time_slice;
6361         int retval;
6362         struct timespec t;
6363
6364         if (pid < 0)
6365                 return -EINVAL;
6366
6367         retval = -ESRCH;
6368         read_lock(&tasklist_lock);
6369         p = find_process_by_pid(pid);
6370         if (!p)
6371                 goto out_unlock;
6372
6373         retval = security_task_getscheduler(p);
6374         if (retval)
6375                 goto out_unlock;
6376
6377         /*
6378          * Time slice is 0 for SCHED_FIFO tasks and for SCHED_OTHER
6379          * tasks that are on an otherwise idle runqueue:
6380          */
6381         time_slice = 0;
6382         if (p->policy == SCHED_RR) {
6383                 time_slice = DEF_TIMESLICE;
6384         } else if (p->policy != SCHED_FIFO) {
6385                 struct sched_entity *se = &p->se;
6386                 unsigned long flags;
6387                 struct rq *rq;
6388
6389                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
6390                 if (rq->cfs.load.weight)
6391                         time_slice = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
6392                 task_rq_unlock(rq, &flags);
6393         }
6394         read_unlock(&tasklist_lock);
6395         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
6396         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
6397         return retval;
6398
6399 out_unlock:
6400         read_unlock(&tasklist_lock);
6401         return retval;
6402 }
6403
6404 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
6405
6406 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6407 {
6408         unsigned long free = 0;
6409         unsigned state;
6410
6411         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6412         printk(KERN_INFO "%-13.13s %c", p->comm,
6413                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6414 #if BITS_PER_LONG == 32
6415         if (state == TASK_RUNNING)
6416                 printk(KERN_CONT " running  ");
6417         else
6418                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6419 #else
6420         if (state == TASK_RUNNING)
6421                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6422         else
6423                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
6424 #endif
6425 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6426         free = stack_not_used(p);
6427 #endif
6428         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d\n", free,
6429                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent));
6430
6431         show_stack(p, NULL);
6432 }
6433
6434 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6435 {
6436         struct task_struct *g, *p;
6437
6438 #if BITS_PER_LONG == 32
6439         printk(KERN_INFO
6440                 "  task                PC stack   pid father\n");
6441 #else
6442         printk(KERN_INFO
6443                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6444 #endif
6445         read_lock(&tasklist_lock);
6446         do_each_thread(g, p) {
6447                 /*
6448                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6449                  * console might take alot of time:
6450                  */
6451                 touch_nmi_watchdog();
6452                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
6453                         sched_show_task(p);
6454         } while_each_thread(g, p);
6455
6456         touch_all_softlockup_watchdogs();
6457
6458 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6459         sysrq_sched_debug_show();
6460 #endif
6461         read_unlock(&tasklist_lock);
6462         /*
6463          * Only show locks if all tasks are dumped:
6464          */
6465         if (state_filter == -1)
6466                 debug_show_all_locks();
6467 }
6468
6469 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
6470 {
6471         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6472 }
6473
6474 /**
6475  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6476  * @idle: task in question
6477  * @cpu: cpu the idle task belongs to
6478  *
6479  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6480  * flag, to make booting more robust.
6481  */
6482 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6483 {
6484         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6485         unsigned long flags;
6486
6487         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6488
6489         __sched_fork(idle);
6490         idle->se.exec_start = sched_clock();
6491
6492         idle->prio = idle->normal_prio = MAX_PRIO;
6493         cpumask_copy(&idle->cpus_allowed, cpumask_of(cpu));
6494         __set_task_cpu(idle, cpu);
6495
6496         rq->curr = rq->idle = idle;
6497 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
6498         idle->oncpu = 1;
6499 #endif
6500         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6501
6502         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6503 #if defined(CONFIG_PREEMPT)
6504         task_thread_info(idle)->preempt_count = (idle->lock_depth >= 0);
6505 #else
6506         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
6507 #endif
6508         /*
6509          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6510          */
6511         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6512         ftrace_graph_init_task(idle);
6513 }
6514
6515 /*
6516  * In a system that switches off the HZ timer nohz_cpu_mask
6517  * indicates which cpus entered this state. This is used
6518  * in the rcu update to wait only for active cpus. For system
6519  * which do not switch off the HZ timer nohz_cpu_mask should
6520  * always be CPU_BITS_NONE.
6521  */
6522 cpumask_var_t nohz_cpu_mask;
6523
6524 /*
6525  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
6526  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
6527  * to users decreases. But the relationship is not linear,
6528  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
6529  * number of CPUs.
6530  *
6531  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
6532  */
6533 static inline void sched_init_granularity(void)
6534 {
6535         unsigned int factor = 1 + ilog2(num_online_cpus());
6536         const unsigned long limit = 200000000;
6537
6538         sysctl_sched_min_granularity *= factor;
6539         if (sysctl_sched_min_granularity > limit)
6540                 sysctl_sched_min_granularity = limit;
6541
6542         sysctl_sched_latency *= factor;
6543         if (sysctl_sched_latency > limit)
6544                 sysctl_sched_latency = limit;
6545
6546         sysctl_sched_wakeup_granularity *= factor;
6547
6548         sysctl_sched_shares_ratelimit *= factor;
6549 }
6550
6551 #ifdef CONFIG_SMP
6552 /*
6553  * This is how migration works:
6554  *
6555  * 1) we queue a struct migration_req structure in the source CPU's
6556  *    runqueue and wake up that CPU's migration thread.
6557  * 2) we down() the locked semaphore => thread blocks.
6558  * 3) migration thread wakes up (implicitly it forces the migrated
6559  *    thread off the CPU)
6560  * 4) it gets the migration request and checks whether the migrated
6561  *    task is still in the wrong runqueue.
6562  * 5) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
6563  *    it and puts it into the right queue.
6564  * 6) migration thread up()s the semaphore.
6565  * 7) we wake up and the migration is done.
6566  */
6567
6568 /*
6569  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
6570  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
6571  * is removed from the allowed bitmask.
6572  *
6573  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
6574  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
6575  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
6576  */
6577 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
6578 {
6579         struct migration_req req;
6580         unsigned long flags;
6581         struct rq *rq;
6582         int ret = 0;
6583
6584         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6585         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask)) {
6586                 ret = -EINVAL;
6587                 goto out;
6588         }
6589
6590         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current &&
6591                      !cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))) {
6592                 ret = -EINVAL;
6593                 goto out;
6594         }
6595
6596         if (p->sched_class->set_cpus_allowed)
6597                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
6598         else {
6599                 cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
6600                 p->rt.nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
6601         }
6602
6603         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
6604         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
6605                 goto out;
6606
6607         if (migrate_task(p, cpumask_any_and(cpu_online_mask, new_mask), &req)) {
6608                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
6609                 task_rq_unlock(rq, &flags);
6610                 wake_up_process(rq->migration_thread);
6611                 wait_for_completion(&req.done);
6612                 tlb_migrate_finish(p->mm);
6613                 return 0;
6614         }
6615 out:
6616         task_rq_unlock(rq, &flags);
6617
6618         return ret;
6619 }
6620 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
6621
6622 /*
6623  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
6624  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
6625  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
6626  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
6627  *
6628  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
6629  * as the task is no longer on this CPU.
6630  *
6631  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
6632  */
6633 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
6634 {
6635         struct rq *rq_dest, *rq_src;
6636         int ret = 0, on_rq;
6637
6638         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
6639                 return ret;
6640
6641         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
6642         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
6643
6644         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
6645         /* Already moved. */
6646         if (task_cpu(p) != src_cpu)
6647                 goto done;
6648         /* Affinity changed (again). */
6649         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
6650                 goto fail;
6651
6652         on_rq = p->se.on_rq;
6653         if (on_rq)
6654                 deactivate_task(rq_src, p, 0);
6655
6656         set_task_cpu(p, dest_cpu);
6657         if (on_rq) {
6658                 activate_task(rq_dest, p, 0);
6659                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
6660         }
6661 done:
6662         ret = 1;
6663 fail:
6664         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
6665         return ret;
6666 }
6667
6668 /*
6669  * migration_thread - this is a highprio system thread that performs
6670  * thread migration by bumping thread off CPU then 'pushing' onto
6671  * another runqueue.
6672  */
6673 static int migration_thread(void *data)
6674 {
6675         int cpu = (long)data;
6676         struct rq *rq;
6677
6678         rq = cpu_rq(cpu);
6679         BUG_ON(rq->migration_thread != current);
6680
6681         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6682         while (!kthread_should_stop()) {
6683                 struct migration_req *req;
6684                 struct list_head *head;
6685
6686                 spin_lock_irq(&rq->lock);
6687
6688                 if (cpu_is_offline(cpu)) {
6689                         spin_unlock_irq(&rq->lock);
6690                         goto wait_to_die;
6691                 }
6692
6693                 if (rq->active_balance) {
6694                         active_load_balance(rq, cpu);
6695                         rq->active_balance = 0;
6696                 }
6697
6698                 head = &rq->migration_queue;
6699
6700                 if (list_empty(head)) {
6701                         spin_unlock_irq(&rq->lock);
6702                         schedule();
6703                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6704                         continue;
6705                 }
6706                 req = list_entry(head->next, struct migration_req, list);
6707                 list_del_init(head->next);
6708
6709                 spin_unlock(&rq->lock);
6710                 __migrate_task(req->task, cpu, req->dest_cpu);
6711                 local_irq_enable();
6712
6713                 complete(&req->done);
6714         }
6715         __set_current_state(TASK_RUNNING);
6716         return 0;
6717
6718 wait_to_die:
6719         /* Wait for kthread_stop */
6720         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6721         while (!kthread_should_stop()) {
6722                 schedule();
6723                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6724         }
6725         __set_current_state(TASK_RUNNING);
6726         return 0;
6727 }
6728
6729 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6730
6731 static int __migrate_task_irq(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
6732 {
6733         int ret;
6734
6735         local_irq_disable();
6736         ret = __migrate_task(p, src_cpu, dest_cpu);
6737         local_irq_enable();
6738         return ret;
6739 }
6740
6741 /*
6742  * Figure out where task on dead CPU should go, use force if necessary.
6743  */
6744 static void move_task_off_dead_cpu(int dead_cpu, struct task_struct *p)
6745 {
6746         int dest_cpu;
6747         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(dead_cpu));
6748
6749 again:
6750         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
6751         for_each_cpu_and(dest_cpu, nodemask, cpu_online_mask)
6752                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
6753                         goto move;
6754
6755         /* Any allowed, online CPU? */
6756         dest_cpu = cpumask_any_and(&p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6757         if (dest_cpu < nr_cpu_ids)
6758                 goto move;
6759
6760         /* No more Mr. Nice Guy. */
6761         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
6762                 cpuset_cpus_allowed_locked(p, &p->cpus_allowed);
6763                 dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_online_mask, &p->cpus_allowed);
6764
6765                 /*
6766                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
6767                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
6768                  * leave kernel.
6769                  */
6770                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
6771                         printk(KERN_INFO "process %d (%s) no "
6772                                "longer affine to cpu%d\n",
6773                                task_pid_nr(p), p->comm, dead_cpu);
6774                 }
6775         }
6776
6777 move:
6778         /* It can have affinity changed while we were choosing. */
6779         if (unlikely(!__migrate_task_irq(p, dead_cpu, dest_cpu)))
6780                 goto again;
6781 }
6782
6783 /*
6784  * While a dead CPU has no uninterruptible tasks queued at this point,
6785  * it might still have a nonzero ->nr_uninterruptible counter, because
6786  * for performance reasons the counter is not stricly tracking tasks to
6787  * their home CPUs. So we just add the counter to another CPU's counter,
6788  * to keep the global sum constant after CPU-down:
6789  */
6790 static void migrate_nr_uninterruptible(struct rq *rq_src)
6791 {
6792         struct rq *rq_dest = cpu_rq(cpumask_any(cpu_online_mask));
6793         unsigned long flags;
6794
6795         local_irq_save(flags);
6796         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
6797         rq_dest->nr_uninterruptible += rq_src->nr_uninterruptible;
6798         rq_src->nr_uninterruptible = 0;
6799         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
6800         local_irq_restore(flags);
6801 }
6802
6803 /* Run through task list and migrate tasks from the dead cpu. */
6804 static void migrate_live_tasks(int src_cpu)
6805 {
6806         struct task_struct *p, *t;
6807
6808         read_lock(&tasklist_lock);
6809
6810         do_each_thread(t, p) {
6811                 if (p == current)
6812                         continue;
6813
6814                 if (task_cpu(p) == src_cpu)
6815                         move_task_off_dead_cpu(src_cpu, p);
6816         } while_each_thread(t, p);
6817
6818         read_unlock(&tasklist_lock);
6819 }
6820
6821 /*
6822  * Schedules idle task to be the next runnable task on current CPU.
6823  * It does so by boosting its priority to highest possible.
6824  * Used by CPU offline code.
6825  */
6826 void sched_idle_next(void)
6827 {
6828         int this_cpu = smp_processor_id();
6829         struct rq *rq = cpu_rq(this_cpu);
6830         struct task_struct *p = rq->idle;
6831         unsigned long flags;
6832
6833         /* cpu has to be offline */
6834         BUG_ON(cpu_online(this_cpu));
6835
6836         /*
6837          * Strictly not necessary since rest of the CPUs are stopped by now
6838          * and interrupts disabled on the current cpu.
6839          */
6840         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6841
6842         __setscheduler(rq, p, SCHED_FIFO, MAX_RT_PRIO-1);
6843
6844         update_rq_clock(rq);
6845         activate_task(rq, p, 0);
6846
6847         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6848 }
6849
6850 /*
6851  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
6852  * offline.
6853  */
6854 void idle_task_exit(void)
6855 {
6856         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6857
6858         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6859
6860         if (mm != &init_mm)
6861                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6862         mmdrop(mm);
6863 }
6864
6865 /* called under rq->lock with disabled interrupts */
6866 static void migrate_dead(unsigned int dead_cpu, struct task_struct *p)
6867 {
6868         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
6869
6870         /* Must be exiting, otherwise would be on tasklist. */
6871         BUG_ON(!p->exit_state);
6872
6873         /* Cannot have done final schedule yet: would have vanished. */
6874         BUG_ON(p->state == TASK_DEAD);
6875
6876         get_task_struct(p);
6877
6878         /*
6879          * Drop lock around migration; if someone else moves it,
6880          * that's OK. No task can be added to this CPU, so iteration is
6881          * fine.
6882          */
6883         spin_unlock_irq(&rq->lock);
6884         move_task_off_dead_cpu(dead_cpu, p);
6885         spin_lock_irq(&rq->lock);
6886
6887         put_task_struct(p);
6888 }
6889
6890 /* release_task() removes task from tasklist, so we won't find dead tasks. */
6891 static void migrate_dead_tasks(unsigned int dead_cpu)
6892 {
6893         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
6894         struct task_struct *next;
6895
6896         for ( ; ; ) {
6897                 if (!rq->nr_running)
6898                         break;
6899                 update_rq_clock(rq);
6900                 next = pick_next_task(rq);
6901                 if (!next)
6902                         break;
6903                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);<