kfifo: move struct kfifo in place
[linux-2.6.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <linux/smp_lock.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/perf_event.h>
43 #include <linux/security.h>
44 #include <linux/notifier.h>
45 #include <linux/profile.h>
46 #include <linux/freezer.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/blkdev.h>
49 #include <linux/delay.h>
50 #include <linux/pid_namespace.h>
51 #include <linux/smp.h>
52 #include <linux/threads.h>
53 #include <linux/timer.h>
54 #include <linux/rcupdate.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/cpuset.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/kthread.h>
59 #include <linux/proc_fs.h>
60 #include <linux/seq_file.h>
61 #include <linux/sysctl.h>
62 #include <linux/syscalls.h>
63 #include <linux/times.h>
64 #include <linux/tsacct_kern.h>
65 #include <linux/kprobes.h>
66 #include <linux/delayacct.h>
67 #include <linux/unistd.h>
68 #include <linux/pagemap.h>
69 #include <linux/hrtimer.h>
70 #include <linux/tick.h>
71 #include <linux/debugfs.h>
72 #include <linux/ctype.h>
73 #include <linux/ftrace.h>
74
75 #include <asm/tlb.h>
76 #include <asm/irq_regs.h>
77
78 #include "sched_cpupri.h"
79
80 #define CREATE_TRACE_POINTS
81 #include <trace/events/sched.h>
82
83 /*
84  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
85  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
86  * and back.
87  */
88 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
89 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
90 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
91
92 /*
93  * 'User priority' is the nice value converted to something we
94  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
95  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
96  */
97 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
98 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
99 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
100
101 /*
102  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
103  */
104 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
105
106 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
107 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
108
109 /*
110  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
111  *
112  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
113  * Timeslices get refilled after they expire.
114  */
115 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
116
117 /*
118  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
119  */
120 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
121
122 static inline int rt_policy(int policy)
123 {
124         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
125                 return 1;
126         return 0;
127 }
128
129 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
130 {
131         return rt_policy(p->policy);
132 }
133
134 /*
135  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
136  */
137 struct rt_prio_array {
138         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
139         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
140 };
141
142 struct rt_bandwidth {
143         /* nests inside the rq lock: */
144         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
145         ktime_t                 rt_period;
146         u64                     rt_runtime;
147         struct hrtimer          rt_period_timer;
148 };
149
150 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
151
152 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
153
154 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
155 {
156         struct rt_bandwidth *rt_b =
157                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
158         ktime_t now;
159         int overrun;
160         int idle = 0;
161
162         for (;;) {
163                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
164                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
165
166                 if (!overrun)
167                         break;
168
169                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
170         }
171
172         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
173 }
174
175 static
176 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
177 {
178         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
179         rt_b->rt_runtime = runtime;
180
181         raw_spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
182
183         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
184                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
185         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
186 }
187
188 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
189 {
190         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
191 }
192
193 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
194 {
195         ktime_t now;
196
197         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
198                 return;
199
200         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
201                 return;
202
203         raw_spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
204         for (;;) {
205                 unsigned long delta;
206                 ktime_t soft, hard;
207
208                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
209                         break;
210
211                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
212                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
213
214                 soft = hrtimer_get_softexpires(&rt_b->rt_period_timer);
215                 hard = hrtimer_get_expires(&rt_b->rt_period_timer);
216                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
217                 __hrtimer_start_range_ns(&rt_b->rt_period_timer, soft, delta,
218                                 HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
219         }
220         raw_spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
221 }
222
223 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
224 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
225 {
226         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
227 }
228 #endif
229
230 /*
231  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
232  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
233  */
234 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
235
236 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
237
238 #include <linux/cgroup.h>
239
240 struct cfs_rq;
241
242 static LIST_HEAD(task_groups);
243
244 /* task group related information */
245 struct task_group {
246 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
247         struct cgroup_subsys_state css;
248 #endif
249
250 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
251         uid_t uid;
252 #endif
253
254 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
255         /* schedulable entities of this group on each cpu */
256         struct sched_entity **se;
257         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
258         struct cfs_rq **cfs_rq;
259         unsigned long shares;
260 #endif
261
262 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
263         struct sched_rt_entity **rt_se;
264         struct rt_rq **rt_rq;
265
266         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
267 #endif
268
269         struct rcu_head rcu;
270         struct list_head list;
271
272         struct task_group *parent;
273         struct list_head siblings;
274         struct list_head children;
275 };
276
277 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
278
279 /* Helper function to pass uid information to create_sched_user() */
280 void set_tg_uid(struct user_struct *user)
281 {
282         user->tg->uid = user->uid;
283 }
284
285 /*
286  * Root task group.
287  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
288  *      be a child to this group.
289  */
290 struct task_group root_task_group;
291
292 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
293 /* Default task group's sched entity on each cpu */
294 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
295 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
296 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct cfs_rq, init_tg_cfs_rq);
297 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
298
299 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
300 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
301 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rt_rq, init_rt_rq_var);
302 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
303 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
304 #define root_task_group init_task_group
305 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
306
307 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
308  * a task group's cpu shares.
309  */
310 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
311
312 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
313
314 #ifdef CONFIG_SMP
315 static int root_task_group_empty(void)
316 {
317         return list_empty(&root_task_group.children);
318 }
319 #endif
320
321 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
322 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
323 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
324 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
325 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
326
327 /*
328  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
329  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
330  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
331  * too large, so as the shares value of a task group.
332  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
333  *  limitation from this.)
334  */
335 #define MIN_SHARES      2
336 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
337
338 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
339 #endif
340
341 /* Default task group.
342  *      Every task in system belong to this group at bootup.
343  */
344 struct task_group init_task_group;
345
346 /* return group to which a task belongs */
347 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
348 {
349         struct task_group *tg;
350
351 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
352         rcu_read_lock();
353         tg = __task_cred(p)->user->tg;
354         rcu_read_unlock();
355 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
356         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
357                                 struct task_group, css);
358 #else
359         tg = &init_task_group;
360 #endif
361         return tg;
362 }
363
364 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
365 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
366 {
367 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
368         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
369         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
370 #endif
371
372 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
373         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
374         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
375 #endif
376 }
377
378 #else
379
380 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
381 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
382 {
383         return NULL;
384 }
385
386 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
387
388 /* CFS-related fields in a runqueue */
389 struct cfs_rq {
390         struct load_weight load;
391         unsigned long nr_running;
392
393         u64 exec_clock;
394         u64 min_vruntime;
395
396         struct rb_root tasks_timeline;
397         struct rb_node *rb_leftmost;
398
399         struct list_head tasks;
400         struct list_head *balance_iterator;
401
402         /*
403          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
404          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
405          */
406         struct sched_entity *curr, *next, *last;
407
408         unsigned int nr_spread_over;
409
410 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
411         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
412
413         /*
414          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
415          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
416          * (like users, containers etc.)
417          *
418          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
419          * list is used during load balance.
420          */
421         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
422         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
423
424 #ifdef CONFIG_SMP
425         /*
426          * the part of load.weight contributed by tasks
427          */
428         unsigned long task_weight;
429
430         /*
431          *   h_load = weight * f(tg)
432          *
433          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
434          * this group.
435          */
436         unsigned long h_load;
437
438         /*
439          * this cpu's part of tg->shares
440          */
441         unsigned long shares;
442
443         /*
444          * load.weight at the time we set shares
445          */
446         unsigned long rq_weight;
447 #endif
448 #endif
449 };
450
451 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
452 struct rt_rq {
453         struct rt_prio_array active;
454         unsigned long rt_nr_running;
455 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
456         struct {
457                 int curr; /* highest queued rt task prio */
458 #ifdef CONFIG_SMP
459                 int next; /* next highest */
460 #endif
461         } highest_prio;
462 #endif
463 #ifdef CONFIG_SMP
464         unsigned long rt_nr_migratory;
465         unsigned long rt_nr_total;
466         int overloaded;
467         struct plist_head pushable_tasks;
468 #endif
469         int rt_throttled;
470         u64 rt_time;
471         u64 rt_runtime;
472         /* Nests inside the rq lock: */
473         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
474
475 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
476         unsigned long rt_nr_boosted;
477
478         struct rq *rq;
479         struct list_head leaf_rt_rq_list;
480         struct task_group *tg;
481         struct sched_rt_entity *rt_se;
482 #endif
483 };
484
485 #ifdef CONFIG_SMP
486
487 /*
488  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
489  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
490  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
491  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
492  * object.
493  *
494  */
495 struct root_domain {
496         atomic_t refcount;
497         cpumask_var_t span;
498         cpumask_var_t online;
499
500         /*
501          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
502          * one runnable RT task.
503          */
504         cpumask_var_t rto_mask;
505         atomic_t rto_count;
506 #ifdef CONFIG_SMP
507         struct cpupri cpupri;
508 #endif
509 };
510
511 /*
512  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
513  * members (mimicking the global state we have today).
514  */
515 static struct root_domain def_root_domain;
516
517 #endif
518
519 /*
520  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
521  *
522  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
523  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
524  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
525  */
526 struct rq {
527         /* runqueue lock: */
528         raw_spinlock_t lock;
529
530         /*
531          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
532          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
533          */
534         unsigned long nr_running;
535         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
536         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
537 #ifdef CONFIG_NO_HZ
538         unsigned char in_nohz_recently;
539 #endif
540         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
541         struct load_weight load;
542         unsigned long nr_load_updates;
543         u64 nr_switches;
544
545         struct cfs_rq cfs;
546         struct rt_rq rt;
547
548 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
549         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
550         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
551 #endif
552 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
553         struct list_head leaf_rt_rq_list;
554 #endif
555
556         /*
557          * This is part of a global counter where only the total sum
558          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
559          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
560          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
561          */
562         unsigned long nr_uninterruptible;
563
564         struct task_struct *curr, *idle;
565         unsigned long next_balance;
566         struct mm_struct *prev_mm;
567
568         u64 clock;
569
570         atomic_t nr_iowait;
571
572 #ifdef CONFIG_SMP
573         struct root_domain *rd;
574         struct sched_domain *sd;
575
576         unsigned char idle_at_tick;
577         /* For active balancing */
578         int post_schedule;
579         int active_balance;
580         int push_cpu;
581         /* cpu of this runqueue: */
582         int cpu;
583         int online;
584
585         unsigned long avg_load_per_task;
586
587         struct task_struct *migration_thread;
588         struct list_head migration_queue;
589
590         u64 rt_avg;
591         u64 age_stamp;
592         u64 idle_stamp;
593         u64 avg_idle;
594 #endif
595
596         /* calc_load related fields */
597         unsigned long calc_load_update;
598         long calc_load_active;
599
600 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
601 #ifdef CONFIG_SMP
602         int hrtick_csd_pending;
603         struct call_single_data hrtick_csd;
604 #endif
605         struct hrtimer hrtick_timer;
606 #endif
607
608 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
609         /* latency stats */
610         struct sched_info rq_sched_info;
611         unsigned long long rq_cpu_time;
612         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
613
614         /* sys_sched_yield() stats */
615         unsigned int yld_count;
616
617         /* schedule() stats */
618         unsigned int sched_switch;
619         unsigned int sched_count;
620         unsigned int sched_goidle;
621
622         /* try_to_wake_up() stats */
623         unsigned int ttwu_count;
624         unsigned int ttwu_local;
625
626         /* BKL stats */
627         unsigned int bkl_count;
628 #endif
629 };
630
631 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
632
633 static inline
634 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
635 {
636         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
637 }
638
639 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
640 {
641 #ifdef CONFIG_SMP
642         return rq->cpu;
643 #else
644         return 0;
645 #endif
646 }
647
648 /*
649  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
650  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
651  *
652  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
653  * preempt-disabled sections.
654  */
655 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
656         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
657
658 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
659 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
660 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
661 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
662 #define raw_rq()                (&__raw_get_cpu_var(runqueues))
663
664 inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
665 {
666         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
667 }
668
669 /*
670  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
671  */
672 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
673 # define const_debug __read_mostly
674 #else
675 # define const_debug static const
676 #endif
677
678 /**
679  * runqueue_is_locked
680  * @cpu: the processor in question.
681  *
682  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
683  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
684  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
685  */
686 int runqueue_is_locked(int cpu)
687 {
688         return raw_spin_is_locked(&cpu_rq(cpu)->lock);
689 }
690
691 /*
692  * Debugging: various feature bits
693  */
694
695 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
696         __SCHED_FEAT_##name ,
697
698 enum {
699 #include "sched_features.h"
700 };
701
702 #undef SCHED_FEAT
703
704 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
705         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
706
707 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
708 #include "sched_features.h"
709         0;
710
711 #undef SCHED_FEAT
712
713 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
714 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
715         #name ,
716
717 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
718 #include "sched_features.h"
719         NULL
720 };
721
722 #undef SCHED_FEAT
723
724 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
725 {
726         int i;
727
728         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
729                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
730                         seq_puts(m, "NO_");
731                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
732         }
733         seq_puts(m, "\n");
734
735         return 0;
736 }
737
738 static ssize_t
739 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
740                 size_t cnt, loff_t *ppos)
741 {
742         char buf[64];
743         char *cmp = buf;
744         int neg = 0;
745         int i;
746
747         if (cnt > 63)
748                 cnt = 63;
749
750         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
751                 return -EFAULT;
752
753         buf[cnt] = 0;
754
755         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
756                 neg = 1;
757                 cmp += 3;
758         }
759
760         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
761                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
762
763                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
764                         if (neg)
765                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
766                         else
767                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
768                         break;
769                 }
770         }
771
772         if (!sched_feat_names[i])
773                 return -EINVAL;
774
775         *ppos += cnt;
776
777         return cnt;
778 }
779
780 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
781 {
782         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
783 }
784
785 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
786         .open           = sched_feat_open,
787         .write          = sched_feat_write,
788         .read           = seq_read,
789         .llseek         = seq_lseek,
790         .release        = single_release,
791 };
792
793 static __init int sched_init_debug(void)
794 {
795         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
796                         &sched_feat_fops);
797
798         return 0;
799 }
800 late_initcall(sched_init_debug);
801
802 #endif
803
804 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
805
806 /*
807  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
808  * Limited because this is done with IRQs disabled.
809  */
810 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
811
812 /*
813  * ratelimit for updating the group shares.
814  * default: 0.25ms
815  */
816 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
817 unsigned int normalized_sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
818
819 /*
820  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
821  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
822  * default: 4
823  */
824 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
825
826 /*
827  * period over which we average the RT time consumption, measured
828  * in ms.
829  *
830  * default: 1s
831  */
832 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
833
834 /*
835  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
836  * default: 1s
837  */
838 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
839
840 static __read_mostly int scheduler_running;
841
842 /*
843  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
844  * default: 0.95s
845  */
846 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
847
848 static inline u64 global_rt_period(void)
849 {
850         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
851 }
852
853 static inline u64 global_rt_runtime(void)
854 {
855         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
856                 return RUNTIME_INF;
857
858         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
859 }
860
861 #ifndef prepare_arch_switch
862 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
863 #endif
864 #ifndef finish_arch_switch
865 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
866 #endif
867
868 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
869 {
870         return rq->curr == p;
871 }
872
873 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
874 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
875 {
876         return task_current(rq, p);
877 }
878
879 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
880 {
881 }
882
883 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
884 {
885 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
886         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
887         rq->lock.owner = current;
888 #endif
889         /*
890          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
891          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
892          * prev into current:
893          */
894         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
895
896         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
897 }
898
899 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
900 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
901 {
902 #ifdef CONFIG_SMP
903         return p->oncpu;
904 #else
905         return task_current(rq, p);
906 #endif
907 }
908
909 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
910 {
911 #ifdef CONFIG_SMP
912         /*
913          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
914          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
915          * here.
916          */
917         next->oncpu = 1;
918 #endif
919 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
920         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
921 #else
922         raw_spin_unlock(&rq->lock);
923 #endif
924 }
925
926 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
927 {
928 #ifdef CONFIG_SMP
929         /*
930          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
931          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
932          * finished.
933          */
934         smp_wmb();
935         prev->oncpu = 0;
936 #endif
937 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
938         local_irq_enable();
939 #endif
940 }
941 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
942
943 /*
944  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
945  * Must be called interrupts disabled.
946  */
947 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
948         __acquires(rq->lock)
949 {
950         for (;;) {
951                 struct rq *rq = task_rq(p);
952                 raw_spin_lock(&rq->lock);
953                 if (likely(rq == task_rq(p)))
954                         return rq;
955                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
956         }
957 }
958
959 /*
960  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
961  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
962  * explicitly disabling preemption.
963  */
964 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
965         __acquires(rq->lock)
966 {
967         struct rq *rq;
968
969         for (;;) {
970                 local_irq_save(*flags);
971                 rq = task_rq(p);
972                 raw_spin_lock(&rq->lock);
973                 if (likely(rq == task_rq(p)))
974                         return rq;
975                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
976         }
977 }
978
979 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
980 {
981         struct rq *rq = task_rq(p);
982
983         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
984         raw_spin_unlock_wait(&rq->lock);
985 }
986
987 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
988         __releases(rq->lock)
989 {
990         raw_spin_unlock(&rq->lock);
991 }
992
993 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
994         __releases(rq->lock)
995 {
996         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
997 }
998
999 /*
1000  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1001  */
1002 static struct rq *this_rq_lock(void)
1003         __acquires(rq->lock)
1004 {
1005         struct rq *rq;
1006
1007         local_irq_disable();
1008         rq = this_rq();
1009         raw_spin_lock(&rq->lock);
1010
1011         return rq;
1012 }
1013
1014 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1015 /*
1016  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1017  *
1018  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1019  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1020  * reschedule event.
1021  *
1022  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1023  * rq->lock.
1024  */
1025
1026 /*
1027  * Use hrtick when:
1028  *  - enabled by features
1029  *  - hrtimer is actually high res
1030  */
1031 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1032 {
1033         if (!sched_feat(HRTICK))
1034                 return 0;
1035         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1036                 return 0;
1037         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1038 }
1039
1040 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1041 {
1042         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1043                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1044 }
1045
1046 /*
1047  * High-resolution timer tick.
1048  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1049  */
1050 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1051 {
1052         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1053
1054         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1055
1056         raw_spin_lock(&rq->lock);
1057         update_rq_clock(rq);
1058         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1059         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1060
1061         return HRTIMER_NORESTART;
1062 }
1063
1064 #ifdef CONFIG_SMP
1065 /*
1066  * called from hardirq (IPI) context
1067  */
1068 static void __hrtick_start(void *arg)
1069 {
1070         struct rq *rq = arg;
1071
1072         raw_spin_lock(&rq->lock);
1073         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1074         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1075         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1076 }
1077
1078 /*
1079  * Called to set the hrtick timer state.
1080  *
1081  * called with rq->lock held and irqs disabled
1082  */
1083 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1084 {
1085         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1086         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1087
1088         hrtimer_set_expires(timer, time);
1089
1090         if (rq == this_rq()) {
1091                 hrtimer_restart(timer);
1092         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1093                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1094                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1095         }
1096 }
1097
1098 static int
1099 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1100 {
1101         int cpu = (int)(long)hcpu;
1102
1103         switch (action) {
1104         case CPU_UP_CANCELED:
1105         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1106         case CPU_DOWN_PREPARE:
1107         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1108         case CPU_DEAD:
1109         case CPU_DEAD_FROZEN:
1110                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1111                 return NOTIFY_OK;
1112         }
1113
1114         return NOTIFY_DONE;
1115 }
1116
1117 static __init void init_hrtick(void)
1118 {
1119         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1120 }
1121 #else
1122 /*
1123  * Called to set the hrtick timer state.
1124  *
1125  * called with rq->lock held and irqs disabled
1126  */
1127 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1128 {
1129         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1130                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
1131 }
1132
1133 static inline void init_hrtick(void)
1134 {
1135 }
1136 #endif /* CONFIG_SMP */
1137
1138 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1139 {
1140 #ifdef CONFIG_SMP
1141         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1142
1143         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1144         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1145         rq->hrtick_csd.info = rq;
1146 #endif
1147
1148         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1149         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1150 }
1151 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1152 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1153 {
1154 }
1155
1156 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1157 {
1158 }
1159
1160 static inline void init_hrtick(void)
1161 {
1162 }
1163 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1164
1165 /*
1166  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1167  *
1168  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1169  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1170  * the target CPU.
1171  */
1172 #ifdef CONFIG_SMP
1173
1174 #ifndef tsk_is_polling
1175 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1176 #endif
1177
1178 static void resched_task(struct task_struct *p)
1179 {
1180         int cpu;
1181
1182         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1183
1184         if (test_tsk_need_resched(p))
1185                 return;
1186
1187         set_tsk_need_resched(p);
1188
1189         cpu = task_cpu(p);
1190         if (cpu == smp_processor_id())
1191                 return;
1192
1193         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1194         smp_mb();
1195         if (!tsk_is_polling(p))
1196                 smp_send_reschedule(cpu);
1197 }
1198
1199 static void resched_cpu(int cpu)
1200 {
1201         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1202         unsigned long flags;
1203
1204         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1205                 return;
1206         resched_task(cpu_curr(cpu));
1207         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1208 }
1209
1210 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1211 /*
1212  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1213  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1214  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1215  * idle system the next event might even be infinite time into the
1216  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1217  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1218  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1219  * wheel for the next timer event.
1220  */
1221 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1222 {
1223         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1224
1225         if (cpu == smp_processor_id())
1226                 return;
1227
1228         /*
1229          * This is safe, as this function is called with the timer
1230          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1231          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1232          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1233          * timer into account automatically.
1234          */
1235         if (rq->curr != rq->idle)
1236                 return;
1237
1238         /*
1239          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1240          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1241          * idle task through an additional NOOP schedule()
1242          */
1243         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1244
1245         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1246         smp_mb();
1247         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1248                 smp_send_reschedule(cpu);
1249 }
1250 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1251
1252 static u64 sched_avg_period(void)
1253 {
1254         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1255 }
1256
1257 static void sched_avg_update(struct rq *rq)
1258 {
1259         s64 period = sched_avg_period();
1260
1261         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
1262                 rq->age_stamp += period;
1263                 rq->rt_avg /= 2;
1264         }
1265 }
1266
1267 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1268 {
1269         rq->rt_avg += rt_delta;
1270         sched_avg_update(rq);
1271 }
1272
1273 #else /* !CONFIG_SMP */
1274 static void resched_task(struct task_struct *p)
1275 {
1276         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1277         set_tsk_need_resched(p);
1278 }
1279
1280 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1281 {
1282 }
1283 #endif /* CONFIG_SMP */
1284
1285 #if BITS_PER_LONG == 32
1286 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1287 #else
1288 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1289 #endif
1290
1291 #define WMULT_SHIFT     32
1292
1293 /*
1294  * Shift right and round:
1295  */
1296 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1297
1298 /*
1299  * delta *= weight / lw
1300  */
1301 static unsigned long
1302 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1303                 struct load_weight *lw)
1304 {
1305         u64 tmp;
1306
1307         if (!lw->inv_weight) {
1308                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1309                         lw->inv_weight = 1;
1310                 else
1311                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1312                                 / (lw->weight+1);
1313         }
1314
1315         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1316         /*
1317          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1318          */
1319         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1320                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1321                         WMULT_SHIFT/2);
1322         else
1323                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1324
1325         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1326 }
1327
1328 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1329 {
1330         lw->weight += inc;
1331         lw->inv_weight = 0;
1332 }
1333
1334 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1335 {
1336         lw->weight -= dec;
1337         lw->inv_weight = 0;
1338 }
1339
1340 /*
1341  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1342  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1343  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1344  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1345  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1346  * slice expiry etc.
1347  */
1348
1349 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1350 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1351
1352 /*
1353  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1354  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1355  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1356  * that remained on nice 0.
1357  *
1358  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1359  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1360  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1361  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1362  * the relative distance between them is ~25%.)
1363  */
1364 static const int prio_to_weight[40] = {
1365  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1366  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1367  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1368  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1369  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1370  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1371  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1372  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1373 };
1374
1375 /*
1376  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1377  *
1378  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1379  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1380  * into multiplications:
1381  */
1382 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1383  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1384  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1385  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1386  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1387  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1388  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1389  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1390  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1391 };
1392
1393 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1394
1395 /*
1396  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1397  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1398  * structures to the load-balancing proper:
1399  */
1400 struct rq_iterator {
1401         void *arg;
1402         struct task_struct *(*start)(void *);
1403         struct task_struct *(*next)(void *);
1404 };
1405
1406 #ifdef CONFIG_SMP
1407 static unsigned long
1408 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1409               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1410               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1411               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1412
1413 static int
1414 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1415                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1416                    struct rq_iterator *iterator);
1417 #endif
1418
1419 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1420 enum cpuacct_stat_index {
1421         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1422         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1423
1424         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1425 };
1426
1427 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1428 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1429 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1430                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1431 #else
1432 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1433 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1434                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1435 #endif
1436
1437 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1438 {
1439         update_load_add(&rq->load, load);
1440 }
1441
1442 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1443 {
1444         update_load_sub(&rq->load, load);
1445 }
1446
1447 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1448 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1449
1450 /*
1451  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1452  * leaving it for the final time.
1453  */
1454 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1455 {
1456         struct task_group *parent, *child;
1457         int ret;
1458
1459         rcu_read_lock();
1460         parent = &root_task_group;
1461 down:
1462         ret = (*down)(parent, data);
1463         if (ret)
1464                 goto out_unlock;
1465         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1466                 parent = child;
1467                 goto down;
1468
1469 up:
1470                 continue;
1471         }
1472         ret = (*up)(parent, data);
1473         if (ret)
1474                 goto out_unlock;
1475
1476         child = parent;
1477         parent = parent->parent;
1478         if (parent)
1479                 goto up;
1480 out_unlock:
1481         rcu_read_unlock();
1482
1483         return ret;
1484 }
1485
1486 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1487 {
1488         return 0;
1489 }
1490 #endif
1491
1492 #ifdef CONFIG_SMP
1493 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1494 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1495 {
1496         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1497 }
1498
1499 /*
1500  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
1501  * according to the scheduling class and "nice" value.
1502  *
1503  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
1504  * balance conservatively.
1505  */
1506 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
1507 {
1508         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1509         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1510
1511         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1512                 return total;
1513
1514         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
1515 }
1516
1517 /*
1518  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
1519  * according to the scheduling class and "nice" value.
1520  */
1521 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
1522 {
1523         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1524         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1525
1526         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1527                 return total;
1528
1529         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
1530 }
1531
1532 static struct sched_group *group_of(int cpu)
1533 {
1534         struct sched_domain *sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
1535
1536         if (!sd)
1537                 return NULL;
1538
1539         return sd->groups;
1540 }
1541
1542 static unsigned long power_of(int cpu)
1543 {
1544         struct sched_group *group = group_of(cpu);
1545
1546         if (!group)
1547                 return SCHED_LOAD_SCALE;
1548
1549         return group->cpu_power;
1550 }
1551
1552 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1553
1554 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1555 {
1556         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1557         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1558
1559         if (nr_running)
1560                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1561         else
1562                 rq->avg_load_per_task = 0;
1563
1564         return rq->avg_load_per_task;
1565 }
1566
1567 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1568
1569 static __read_mostly unsigned long *update_shares_data;
1570
1571 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1572
1573 /*
1574  * Calculate and set the cpu's group shares.
1575  */
1576 static void update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1577                                     unsigned long sd_shares,
1578                                     unsigned long sd_rq_weight,
1579                                     unsigned long *usd_rq_weight)
1580 {
1581         unsigned long shares, rq_weight;
1582         int boost = 0;
1583
1584         rq_weight = usd_rq_weight[cpu];
1585         if (!rq_weight) {
1586                 boost = 1;
1587                 rq_weight = NICE_0_LOAD;
1588         }
1589
1590         /*
1591          *             \Sum_j shares_j * rq_weight_i
1592          * shares_i =  -----------------------------
1593          *                  \Sum_j rq_weight_j
1594          */
1595         shares = (sd_shares * rq_weight) / sd_rq_weight;
1596         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1597
1598         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1599                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1600                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1601                 unsigned long flags;
1602
1603                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1604                 tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight = boost ? 0 : rq_weight;
1605                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = boost ? 0 : shares;
1606                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1607                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1608         }
1609 }
1610
1611 /*
1612  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1613  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1614  * parent group depends on the shares of its child groups.
1615  */
1616 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1617 {
1618         unsigned long weight, rq_weight = 0, sum_weight = 0, shares = 0;
1619         unsigned long *usd_rq_weight;
1620         struct sched_domain *sd = data;
1621         unsigned long flags;
1622         int i;
1623
1624         if (!tg->se[0])
1625                 return 0;
1626
1627         local_irq_save(flags);
1628         usd_rq_weight = per_cpu_ptr(update_shares_data, smp_processor_id());
1629
1630         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1631                 weight = tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1632                 usd_rq_weight[i] = weight;
1633
1634                 rq_weight += weight;
1635                 /*
1636                  * If there are currently no tasks on the cpu pretend there
1637                  * is one of average load so that when a new task gets to
1638                  * run here it will not get delayed by group starvation.
1639                  */
1640                 if (!weight)
1641                         weight = NICE_0_LOAD;
1642
1643                 sum_weight += weight;
1644                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1645         }
1646
1647         if (!rq_weight)
1648                 rq_weight = sum_weight;
1649
1650         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1651                 shares = tg->shares;
1652
1653         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1654                 shares = tg->shares;
1655
1656         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd))
1657                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight, usd_rq_weight);
1658
1659         local_irq_restore(flags);
1660
1661         return 0;
1662 }
1663
1664 /*
1665  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1666  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1667  * group is a fraction of its parents load.
1668  */
1669 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1670 {
1671         unsigned long load;
1672         long cpu = (long)data;
1673
1674         if (!tg->parent) {
1675                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1676         } else {
1677                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1678                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1679                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1680         }
1681
1682         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1683
1684         return 0;
1685 }
1686
1687 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1688 {
1689         s64 elapsed;
1690         u64 now;
1691
1692         if (root_task_group_empty())
1693                 return;
1694
1695         now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1696         elapsed = now - sd->last_update;
1697
1698         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1699                 sd->last_update = now;
1700                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1701         }
1702 }
1703
1704 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1705 {
1706         if (root_task_group_empty())
1707                 return;
1708
1709         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1710         update_shares(sd);
1711         raw_spin_lock(&rq->lock);
1712 }
1713
1714 static void update_h_load(long cpu)
1715 {
1716         if (root_task_group_empty())
1717                 return;
1718
1719         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1720 }
1721
1722 #else
1723
1724 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1725 {
1726 }
1727
1728 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1729 {
1730 }
1731
1732 #endif
1733
1734 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1735
1736 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1737
1738 /*
1739  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1740  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1741  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1742  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1743  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1744  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1745  */
1746 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1747         __releases(this_rq->lock)
1748         __acquires(busiest->lock)
1749         __acquires(this_rq->lock)
1750 {
1751         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1752         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1753
1754         return 1;
1755 }
1756
1757 #else
1758 /*
1759  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1760  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1761  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1762  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1763  * regardless of entry order into the function.
1764  */
1765 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1766         __releases(this_rq->lock)
1767         __acquires(busiest->lock)
1768         __acquires(this_rq->lock)
1769 {
1770         int ret = 0;
1771
1772         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1773                 if (busiest < this_rq) {
1774                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1775                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1776                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1777                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1778                         ret = 1;
1779                 } else
1780                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1781                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1782         }
1783         return ret;
1784 }
1785
1786 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1787
1788 /*
1789  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1790  */
1791 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1792 {
1793         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1794                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1795                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1796                 BUG_ON(1);
1797         }
1798
1799         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1800 }
1801
1802 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1803         __releases(busiest->lock)
1804 {
1805         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1806         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1807 }
1808 #endif
1809
1810 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1811 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1812 {
1813 #ifdef CONFIG_SMP
1814         cfs_rq->shares = shares;
1815 #endif
1816 }
1817 #endif
1818
1819 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq);
1820 static void update_sysctl(void);
1821 static int get_update_sysctl_factor(void);
1822
1823 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1824 {
1825         set_task_rq(p, cpu);
1826 #ifdef CONFIG_SMP
1827         /*
1828          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1829          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1830          * per-task data have been completed by this moment.
1831          */
1832         smp_wmb();
1833         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1834 #endif
1835 }
1836
1837 #include "sched_stats.h"
1838 #include "sched_idletask.c"
1839 #include "sched_fair.c"
1840 #include "sched_rt.c"
1841 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1842 # include "sched_debug.c"
1843 #endif
1844
1845 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1846 #define for_each_class(class) \
1847    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1848
1849 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1850 {
1851         rq->nr_running++;
1852 }
1853
1854 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1855 {
1856         rq->nr_running--;
1857 }
1858
1859 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1860 {
1861         if (task_has_rt_policy(p)) {
1862                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1863                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1864                 return;
1865         }
1866
1867         /*
1868          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1869          */
1870         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1871                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1872                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1873                 return;
1874         }
1875
1876         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1877         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1878 }
1879
1880 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1881 {
1882         s64 diff = sample - *avg;
1883         *avg += diff >> 3;
1884 }
1885
1886 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1887 {
1888         if (wakeup)
1889                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1890
1891         sched_info_queued(p);
1892         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1893         p->se.on_rq = 1;
1894 }
1895
1896 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1897 {
1898         if (sleep) {
1899                 if (p->se.last_wakeup) {
1900                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1901                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1902                         p->se.last_wakeup = 0;
1903                 } else {
1904                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1905                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1906                 }
1907         }
1908
1909         sched_info_dequeued(p);
1910         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1911         p->se.on_rq = 0;
1912 }
1913
1914 /*
1915  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1916  */
1917 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1918 {
1919         return p->static_prio;
1920 }
1921
1922 /*
1923  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1924  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1925  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1926  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1927  * estimator recalculates.
1928  */
1929 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1930 {
1931         int prio;
1932
1933         if (task_has_rt_policy(p))
1934                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1935         else
1936                 prio = __normal_prio(p);
1937         return prio;
1938 }
1939
1940 /*
1941  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1942  * taken into account by the scheduler. This value might
1943  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1944  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1945  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1946  */
1947 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1948 {
1949         p->normal_prio = normal_prio(p);
1950         /*
1951          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1952          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1953          * to the normal priority:
1954          */
1955         if (!rt_prio(p->prio))
1956                 return p->normal_prio;
1957         return p->prio;
1958 }
1959
1960 /*
1961  * activate_task - move a task to the runqueue.
1962  */
1963 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1964 {
1965         if (task_contributes_to_load(p))
1966                 rq->nr_uninterruptible--;
1967
1968         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1969         inc_nr_running(rq);
1970 }
1971
1972 /*
1973  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1974  */
1975 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1976 {
1977         if (task_contributes_to_load(p))
1978                 rq->nr_uninterruptible++;
1979
1980         dequeue_task(rq, p, sleep);
1981         dec_nr_running(rq);
1982 }
1983
1984 /**
1985  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1986  * @p: the task in question.
1987  */
1988 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1989 {
1990         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1991 }
1992
1993 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1994                                        const struct sched_class *prev_class,
1995                                        int oldprio, int running)
1996 {
1997         if (prev_class != p->sched_class) {
1998                 if (prev_class->switched_from)
1999                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
2000                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
2001         } else
2002                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
2003 }
2004
2005 #ifdef CONFIG_SMP
2006 /*
2007  * Is this task likely cache-hot:
2008  */
2009 static int
2010 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
2011 {
2012         s64 delta;
2013
2014         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
2015                 return 0;
2016
2017         /*
2018          * Buddy candidates are cache hot:
2019          */
2020         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
2021                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
2022                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
2023                 return 1;
2024
2025         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
2026                 return 1;
2027         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
2028                 return 0;
2029
2030         delta = now - p->se.exec_start;
2031
2032         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
2033 }
2034
2035 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2036 {
2037 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2038         /*
2039          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
2040          * ttwu() will sort out the placement.
2041          */
2042         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
2043                         !(task_thread_info(p)->preempt_count & PREEMPT_ACTIVE));
2044 #endif
2045
2046         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2047
2048         if (task_cpu(p) == new_cpu)
2049                 return;
2050
2051         p->se.nr_migrations++;
2052         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, 1, NULL, 0);
2053
2054         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2055 }
2056
2057 struct migration_req {
2058         struct list_head list;
2059
2060         struct task_struct *task;
2061         int dest_cpu;
2062
2063         struct completion done;
2064 };
2065
2066 /*
2067  * The task's runqueue lock must be held.
2068  * Returns true if you have to wait for migration thread.
2069  */
2070 static int
2071 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
2072 {
2073         struct rq *rq = task_rq(p);
2074
2075         /*
2076          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
2077          * the next wake-up will properly place the task.
2078          */
2079         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p))
2080                 return 0;
2081
2082         init_completion(&req->done);
2083         req->task = p;
2084         req->dest_cpu = dest_cpu;
2085         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2086
2087         return 1;
2088 }
2089
2090 /*
2091  * wait_task_context_switch -   wait for a thread to complete at least one
2092  *                              context switch.
2093  *
2094  * @p must not be current.
2095  */
2096 void wait_task_context_switch(struct task_struct *p)
2097 {
2098         unsigned long nvcsw, nivcsw, flags;
2099         int running;
2100         struct rq *rq;
2101
2102         nvcsw   = p->nvcsw;
2103         nivcsw  = p->nivcsw;
2104         for (;;) {
2105                 /*
2106                  * The runqueue is assigned before the actual context
2107                  * switch. We need to take the runqueue lock.
2108                  *
2109                  * We could check initially without the lock but it is
2110                  * very likely that we need to take the lock in every
2111                  * iteration.
2112                  */
2113                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2114                 running = task_running(rq, p);
2115                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2116
2117                 if (likely(!running))
2118                         break;
2119                 /*
2120                  * The switch count is incremented before the actual
2121                  * context switch. We thus wait for two switches to be
2122                  * sure at least one completed.
2123                  */
2124                 if ((p->nvcsw - nvcsw) > 1)
2125                         break;
2126                 if ((p->nivcsw - nivcsw) > 1)
2127                         break;
2128
2129                 cpu_relax();
2130         }
2131 }
2132
2133 /*
2134  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2135  *
2136  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2137  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2138  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2139  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2140  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2141  * @p has remained unscheduled the whole time.
2142  *
2143  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2144  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2145  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2146  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2147  * waiting to become inactive.
2148  */
2149 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2150 {
2151         unsigned long flags;
2152         int running, on_rq;
2153         unsigned long ncsw;
2154         struct rq *rq;
2155
2156         for (;;) {
2157                 /*
2158                  * We do the initial early heuristics without holding
2159                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2160                  * the runqueue lock when things look like they will
2161                  * work out!
2162                  */
2163                 rq = task_rq(p);
2164
2165                 /*
2166                  * If the task is actively running on another CPU
2167                  * still, just relax and busy-wait without holding
2168                  * any locks.
2169                  *
2170                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2171                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2172                  * But we don't care, since "task_running()" will
2173                  * return false if the runqueue has changed and p
2174                  * is actually now running somewhere else!
2175                  */
2176                 while (task_running(rq, p)) {
2177                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2178                                 return 0;
2179                         cpu_relax();
2180                 }
2181
2182                 /*
2183                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2184                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2185                  * just go back and repeat.
2186                  */
2187                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2188                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2189                 running = task_running(rq, p);
2190                 on_rq = p->se.on_rq;
2191                 ncsw = 0;
2192                 if (!match_state || p->state == match_state)
2193                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2194                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2195
2196                 /*
2197                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2198                  */
2199                 if (unlikely(!ncsw))
2200                         break;
2201
2202                 /*
2203                  * Was it really running after all now that we
2204                  * checked with the proper locks actually held?
2205                  *
2206                  * Oops. Go back and try again..
2207                  */
2208                 if (unlikely(running)) {
2209                         cpu_relax();
2210                         continue;
2211                 }
2212
2213                 /*
2214                  * It's not enough that it's not actively running,
2215                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2216                  * preempted!
2217                  *
2218                  * So if it was still runnable (but just not actively
2219                  * running right now), it's preempted, and we should
2220                  * yield - it could be a while.
2221                  */
2222                 if (unlikely(on_rq)) {
2223                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2224                         continue;
2225                 }
2226
2227                 /*
2228                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2229                  * runnable, which means that it will never become
2230                  * running in the future either. We're all done!
2231                  */
2232                 break;
2233         }
2234
2235         return ncsw;
2236 }
2237
2238 /***
2239  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2240  * @p: the to-be-kicked thread
2241  *
2242  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2243  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2244  *
2245  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2246  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2247  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2248  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2249  * achieved as well.
2250  */
2251 void kick_process(struct task_struct *p)
2252 {
2253         int cpu;
2254
2255         preempt_disable();
2256         cpu = task_cpu(p);
2257         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2258                 smp_send_reschedule(cpu);
2259         preempt_enable();
2260 }
2261 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2262 #endif /* CONFIG_SMP */
2263
2264 /**
2265  * task_oncpu_function_call - call a function on the cpu on which a task runs
2266  * @p:          the task to evaluate
2267  * @func:       the function to be called
2268  * @info:       the function call argument
2269  *
2270  * Calls the function @func when the task is currently running. This might
2271  * be on the current CPU, which just calls the function directly
2272  */
2273 void task_oncpu_function_call(struct task_struct *p,
2274                               void (*func) (void *info), void *info)
2275 {
2276         int cpu;
2277
2278         preempt_disable();
2279         cpu = task_cpu(p);
2280         if (task_curr(p))
2281                 smp_call_function_single(cpu, func, info, 1);
2282         preempt_enable();
2283 }
2284
2285 #ifdef CONFIG_SMP
2286 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2287 {
2288         int dest_cpu;
2289         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
2290
2291         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2292         for_each_cpu_and(dest_cpu, nodemask, cpu_active_mask)
2293                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
2294                         return dest_cpu;
2295
2296         /* Any allowed, online CPU? */
2297         dest_cpu = cpumask_any_and(&p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
2298         if (dest_cpu < nr_cpu_ids)
2299                 return dest_cpu;
2300
2301         /* No more Mr. Nice Guy. */
2302         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
2303                 rcu_read_lock();
2304                 cpuset_cpus_allowed_locked(p, &p->cpus_allowed);
2305                 rcu_read_unlock();
2306                 dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, &p->cpus_allowed);
2307
2308                 /*
2309                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2310                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2311                  * leave kernel.
2312                  */
2313                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2314                         printk(KERN_INFO "process %d (%s) no "
2315                                "longer affine to cpu%d\n",
2316                                task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2317                 }
2318         }
2319
2320         return dest_cpu;
2321 }
2322
2323 /*
2324  * Called from:
2325  *
2326  *  - fork, @p is stable because it isn't on the tasklist yet
2327  *
2328  *  - exec, @p is unstable, retry loop
2329  *
2330  *  - wake-up, we serialize ->cpus_allowed against TASK_WAKING so
2331  *             we should be good.
2332  */
2333 static inline
2334 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
2335 {
2336         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
2337
2338         /*
2339          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2340          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
2341          * cpu.
2342          *
2343          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2344          *
2345          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2346          *   not worry about this generic constraint ]
2347          */
2348         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed) ||
2349                      !cpu_online(cpu)))
2350                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2351
2352         return cpu;
2353 }
2354 #endif
2355
2356 /***
2357  * try_to_wake_up - wake up a thread
2358  * @p: the to-be-woken-up thread
2359  * @state: the mask of task states that can be woken
2360  * @sync: do a synchronous wakeup?
2361  *
2362  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2363  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2364  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2365  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2366  * runnable without the overhead of this.
2367  *
2368  * returns failure only if the task is already active.
2369  */
2370 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state,
2371                           int wake_flags)
2372 {
2373         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2374         unsigned long flags;
2375         struct rq *rq, *orig_rq;
2376
2377         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2378                 wake_flags &= ~WF_SYNC;
2379
2380         this_cpu = get_cpu();
2381
2382         smp_wmb();
2383         rq = orig_rq = task_rq_lock(p, &flags);
2384         update_rq_clock(rq);
2385         if (!(p->state & state))
2386                 goto out;
2387
2388         if (p->se.on_rq)
2389                 goto out_running;
2390
2391         cpu = task_cpu(p);
2392         orig_cpu = cpu;
2393
2394 #ifdef CONFIG_SMP
2395         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2396                 goto out_activate;
2397
2398         /*
2399          * In order to handle concurrent wakeups and release the rq->lock
2400          * we put the task in TASK_WAKING state.
2401          *
2402          * First fix up the nr_uninterruptible count:
2403          */
2404         if (task_contributes_to_load(p))
2405                 rq->nr_uninterruptible--;
2406         p->state = TASK_WAKING;
2407
2408         if (p->sched_class->task_waking)
2409                 p->sched_class->task_waking(rq, p);
2410
2411         __task_rq_unlock(rq);
2412
2413         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2414         if (cpu != orig_cpu)
2415                 set_task_cpu(p, cpu);
2416
2417         rq = __task_rq_lock(p);
2418         update_rq_clock(rq);
2419
2420         WARN_ON(p->state != TASK_WAKING);
2421         cpu = task_cpu(p);
2422
2423 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2424         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2425         if (cpu == this_cpu)
2426                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2427         else {
2428                 struct sched_domain *sd;
2429                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2430                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2431                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2432                                 break;
2433                         }
2434                 }
2435         }
2436 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2437
2438 out_activate:
2439 #endif /* CONFIG_SMP */
2440         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2441         if (wake_flags & WF_SYNC)
2442                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2443         if (orig_cpu != cpu)
2444                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2445         if (cpu == this_cpu)
2446                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2447         else
2448                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2449         activate_task(rq, p, 1);
2450         success = 1;
2451
2452         /*
2453          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2454          */
2455         if (!in_interrupt()) {
2456                 struct sched_entity *se = &current->se;
2457                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2458
2459                 if (se->last_wakeup)
2460                         sample -= se->last_wakeup;
2461                 else
2462                         sample -= se->start_runtime;
2463                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2464
2465                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2466         }
2467
2468 out_running:
2469         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2470         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2471
2472         p->state = TASK_RUNNING;
2473 #ifdef CONFIG_SMP
2474         if (p->sched_class->task_woken)
2475                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2476
2477         if (unlikely(rq->idle_stamp)) {
2478                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
2479                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
2480
2481                 if (delta > max)
2482                         rq->avg_idle = max;
2483                 else
2484                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2485                 rq->idle_stamp = 0;
2486         }
2487 #endif
2488 out:
2489         task_rq_unlock(rq, &flags);
2490         put_cpu();
2491
2492         return success;
2493 }
2494
2495 /**
2496  * wake_up_process - Wake up a specific process
2497  * @p: The process to be woken up.
2498  *
2499  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2500  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2501  * running.
2502  *
2503  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2504  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2505  */
2506 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2507 {
2508         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2509 }
2510 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2511
2512 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2513 {
2514         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2515 }
2516
2517 /*
2518  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2519  * p is forked by current.
2520  *
2521  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2522  */
2523 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2524 {
2525         p->se.exec_start                = 0;
2526         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2527         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2528         p->se.nr_migrations             = 0;
2529         p->se.last_wakeup               = 0;
2530         p->se.avg_overlap               = 0;
2531         p->se.start_runtime             = 0;
2532         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2533
2534 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2535         p->se.wait_start                        = 0;
2536         p->se.wait_max                          = 0;
2537         p->se.wait_count                        = 0;
2538         p->se.wait_sum                          = 0;
2539
2540         p->se.sleep_start                       = 0;
2541         p->se.sleep_max                         = 0;
2542         p->se.sum_sleep_runtime                 = 0;
2543
2544         p->se.block_start                       = 0;
2545         p->se.block_max                         = 0;
2546         p->se.exec_max                          = 0;
2547         p->se.slice_max                         = 0;
2548
2549         p->se.nr_migrations_cold                = 0;
2550         p->se.nr_failed_migrations_affine       = 0;
2551         p->se.nr_failed_migrations_running      = 0;
2552         p->se.nr_failed_migrations_hot          = 0;
2553         p->se.nr_forced_migrations              = 0;
2554
2555         p->se.nr_wakeups                        = 0;
2556         p->se.nr_wakeups_sync                   = 0;
2557         p->se.nr_wakeups_migrate                = 0;
2558         p->se.nr_wakeups_local                  = 0;
2559         p->se.nr_wakeups_remote                 = 0;
2560         p->se.nr_wakeups_affine                 = 0;
2561         p->se.nr_wakeups_affine_attempts        = 0;
2562         p->se.nr_wakeups_passive                = 0;
2563         p->se.nr_wakeups_idle                   = 0;
2564
2565 #endif
2566
2567         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2568         p->se.on_rq = 0;
2569         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2570
2571 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2572         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2573 #endif
2574 }
2575
2576 /*
2577  * fork()/clone()-time setup:
2578  */
2579 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2580 {
2581         int cpu = get_cpu();
2582
2583         __sched_fork(p);
2584         /*
2585          * We mark the process as waking here. This guarantees that
2586          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2587          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2588          */
2589         p->state = TASK_WAKING;
2590
2591         /*
2592          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2593          */
2594         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2595                 if (p->policy == SCHED_FIFO || p->policy == SCHED_RR) {
2596                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2597                         p->normal_prio = p->static_prio;
2598                 }
2599
2600                 if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0) {
2601                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2602                         p->normal_prio = p->static_prio;
2603                         set_load_weight(p);
2604                 }
2605
2606                 /*
2607                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2608                  * fulfilled its duty:
2609                  */
2610                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2611         }
2612
2613         /*
2614          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2615          */
2616         p->prio = current->normal_prio;
2617
2618         if (!rt_prio(p->prio))
2619                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2620
2621         if (p->sched_class->task_fork)
2622                 p->sched_class->task_fork(p);
2623
2624 #ifdef CONFIG_SMP
2625         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0);
2626 #endif
2627         set_task_cpu(p, cpu);
2628
2629 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2630         if (likely(sched_info_on()))
2631                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2632 #endif
2633 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2634         p->oncpu = 0;
2635 #endif
2636 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2637         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2638         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2639 #endif
2640         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2641
2642         put_cpu();
2643 }
2644
2645 /*
2646  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2647  *
2648  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2649  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2650  * on the runqueue and wakes it.
2651  */
2652 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2653 {
2654         unsigned long flags;
2655         struct rq *rq;
2656
2657         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2658         BUG_ON(p->state != TASK_WAKING);
2659         p->state = TASK_RUNNING;
2660         update_rq_clock(rq);
2661         activate_task(rq, p, 0);
2662         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2663         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2664 #ifdef CONFIG_SMP
2665         if (p->sched_class->task_woken)
2666                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2667 #endif
2668         task_rq_unlock(rq, &flags);
2669 }
2670
2671 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2672
2673 /**
2674  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2675  * @notifier: notifier struct to register
2676  */
2677 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2678 {
2679         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2680 }
2681 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2682
2683 /**
2684  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2685  * @notifier: notifier struct to unregister
2686  *
2687  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2688  */
2689 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2690 {
2691         hlist_del(&notifier->link);
2692 }
2693 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2694
2695 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2696 {
2697         struct preempt_notifier *notifier;
2698         struct hlist_node *node;
2699
2700         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2701                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2702 }
2703
2704 static void
2705 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2706                                  struct task_struct *next)
2707 {
2708         struct preempt_notifier *notifier;
2709         struct hlist_node *node;
2710
2711         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2712                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2713 }
2714
2715 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2716
2717 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2718 {
2719 }
2720
2721 static void
2722 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2723                                  struct task_struct *next)
2724 {
2725 }
2726
2727 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2728
2729 /**
2730  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2731  * @rq: the runqueue preparing to switch
2732  * @prev: the current task that is being switched out
2733  * @next: the task we are going to switch to.
2734  *
2735  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2736  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2737  * switch.
2738  *
2739  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2740  * hooks.
2741  */
2742 static inline void
2743 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2744                     struct task_struct *next)
2745 {
2746         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2747         prepare_lock_switch(rq, next);
2748         prepare_arch_switch(next);
2749 }
2750
2751 /**
2752  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2753  * @rq: runqueue associated with task-switch
2754  * @prev: the thread we just switched away from.
2755  *
2756  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2757  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2758  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2759  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2760  *
2761  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2762  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2763  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2764  * details.)
2765  */
2766 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2767         __releases(rq->lock)
2768 {
2769         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2770         long prev_state;
2771
2772         rq->prev_mm = NULL;
2773
2774         /*
2775          * A task struct has one reference for the use as "current".
2776          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2777          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2778          * the scheduled task must drop that reference.
2779          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2780          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2781          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2782          * be dropped twice.
2783          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2784          */
2785         prev_state = prev->state;
2786         finish_arch_switch(prev);
2787         perf_event_task_sched_in(current, cpu_of(rq));
2788         finish_lock_switch(rq, prev);
2789
2790         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2791         if (mm)
2792                 mmdrop(mm);
2793         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2794                 /*
2795                  * Remove function-return probe instances associated with this
2796                  * task and put them back on the free list.
2797                  */
2798                 kprobe_flush_task(prev);
2799                 put_task_struct(prev);
2800         }
2801 }
2802
2803 #ifdef CONFIG_SMP
2804
2805 /* assumes rq->lock is held */
2806 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2807 {
2808         if (prev->sched_class->pre_schedule)
2809                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
2810 }
2811
2812 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2813 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2814 {
2815         if (rq->post_schedule) {
2816                 unsigned long flags;
2817
2818                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2819                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
2820                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
2821                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2822
2823                 rq->post_schedule = 0;
2824         }
2825 }
2826
2827 #else
2828
2829 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2830 {
2831 }
2832
2833 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2834 {
2835 }
2836
2837 #endif
2838
2839 /**
2840  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2841  * @prev: the thread we just switched away from.
2842  */
2843 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2844         __releases(rq->lock)
2845 {
2846         struct rq *rq = this_rq();
2847
2848         finish_task_switch(rq, prev);
2849
2850         /*
2851          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
2852          * task_switch?
2853          */
2854         post_schedule(rq);
2855
2856 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2857         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2858         preempt_enable();
2859 #endif
2860         if (current->set_child_tid)
2861                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2862 }
2863
2864 /*
2865  * context_switch - switch to the new MM and the new
2866  * thread's register state.
2867  */
2868 static inline void
2869 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2870                struct task_struct *next)
2871 {
2872         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2873
2874         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2875         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2876         mm = next->mm;
2877         oldmm = prev->active_mm;
2878         /*
2879          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2880          * combine the page table reload and the switch backend into
2881          * one hypercall.
2882          */
2883         arch_start_context_switch(prev);
2884
2885         if (likely(!mm)) {
2886                 next->active_mm = oldmm;
2887                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2888                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2889         } else
2890                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2891
2892         if (likely(!prev->mm)) {
2893                 prev->active_mm = NULL;
2894                 rq->prev_mm = oldmm;
2895         }
2896         /*
2897          * Since the runqueue lock will be released by the next
2898          * task (which is an invalid locking op but in the case
2899          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2900          * do an early lockdep release here:
2901          */
2902 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2903         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2904 #endif
2905
2906         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2907         switch_to(prev, next, prev);
2908
2909         barrier();
2910         /*
2911          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2912          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2913          * frame will be invalid.
2914          */
2915         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2916 }
2917
2918 /*
2919  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2920  *
2921  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2922  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2923  * number of context switches performed since bootup.
2924  */
2925 unsigned long nr_running(void)
2926 {
2927         unsigned long i, sum = 0;
2928
2929         for_each_online_cpu(i)
2930                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2931
2932         return sum;
2933 }
2934
2935 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2936 {
2937         unsigned long i, sum = 0;
2938
2939         for_each_possible_cpu(i)
2940                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2941
2942         /*
2943          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2944          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2945          */
2946         if (unlikely((long)sum < 0))
2947                 sum = 0;
2948
2949         return sum;
2950 }
2951
2952 unsigned long long nr_context_switches(void)
2953 {
2954         int i;
2955         unsigned long long sum = 0;
2956
2957         for_each_possible_cpu(i)
2958                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2959
2960         return sum;
2961 }
2962
2963 unsigned long nr_iowait(void)
2964 {
2965         unsigned long i, sum = 0;
2966
2967         for_each_possible_cpu(i)
2968                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2969
2970         return sum;
2971 }
2972
2973 unsigned long nr_iowait_cpu(void)
2974 {
2975         struct rq *this = this_rq();
2976         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2977 }
2978
2979 unsigned long this_cpu_load(void)
2980 {
2981         struct rq *this = this_rq();
2982         return this->cpu_load[0];
2983 }
2984
2985
2986 /* Variables and functions for calc_load */
2987 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2988 static unsigned long calc_load_update;
2989 unsigned long avenrun[3];
2990 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
2991
2992 /**
2993  * get_avenrun - get the load average array
2994  * @loads:      pointer to dest load array
2995  * @offset:     offset to add
2996  * @shift:      shift count to shift the result left
2997  *
2998  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2999  */
3000 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
3001 {
3002         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
3003         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
3004         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
3005 }
3006
3007 static unsigned long
3008 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
3009 {
3010         load *= exp;
3011         load += active * (FIXED_1 - exp);
3012         return load >> FSHIFT;
3013 }
3014
3015 /*
3016  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
3017  * CPUs have updated calc_load_tasks.
3018  */
3019 void calc_global_load(void)
3020 {
3021         unsigned long upd = calc_load_update + 10;
3022         long active;
3023
3024         if (time_before(jiffies, upd))
3025                 return;
3026
3027         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
3028         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
3029
3030         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
3031         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
3032         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
3033
3034         calc_load_update += LOAD_FREQ;
3035 }
3036
3037 /*
3038  * Either called from update_cpu_load() or from a cpu going idle
3039  */
3040 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
3041 {
3042         long nr_active, delta;
3043
3044         nr_active = this_rq->nr_running;
3045         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
3046
3047         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
3048                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
3049                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
3050                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3051         }
3052 }
3053
3054 /*
3055  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
3056  * scheduler tick (TICK_NSEC).
3057  */
3058 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
3059 {
3060         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
3061         int i, scale;
3062
3063         this_rq->nr_load_updates++;
3064
3065         /* Update our load: */
3066         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
3067                 unsigned long old_load, new_load;
3068
3069                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3070
3071                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3072                 new_load = this_load;
3073                 /*
3074                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3075                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3076                  * example.
3077                  */
3078                 if (new_load > old_load)
3079                         new_load += scale-1;
3080                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
3081         }
3082
3083         if (time_after_eq(jiffies, this_rq->calc_load_update)) {
3084                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3085                 calc_load_account_active(this_rq);
3086         }
3087 }
3088
3089 #ifdef CONFIG_SMP
3090
3091 /*
3092  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
3093  *
3094  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
3095  * you need to do so manually before calling.
3096  */
3097 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3098         __acquires(rq1->lock)
3099         __acquires(rq2->lock)
3100 {
3101         BUG_ON(!irqs_disabled());
3102         if (rq1 == rq2) {
3103                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
3104                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
3105         } else {
3106                 if (rq1 < rq2) {
3107                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
3108                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3109                 } else {
3110                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
3111                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3112                 }
3113         }
3114         update_rq_clock(rq1);
3115         update_rq_clock(rq2);
3116 }
3117
3118 /*
3119  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
3120  *
3121  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
3122  * you need to do so manually after calling.
3123  */
3124 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3125         __releases(rq1->lock)
3126         __releases(rq2->lock)
3127 {
3128         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
3129         if (rq1 != rq2)
3130                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
3131         else
3132                 __release(rq2->lock);
3133 }
3134
3135 /*
3136  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3137  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3138  */
3139 void sched_exec(void)
3140 {
3141         struct task_struct *p = current;
3142         struct migration_req req;
3143         int dest_cpu, this_cpu;
3144         unsigned long flags;
3145         struct rq *rq;
3146
3147 again:
3148         this_cpu = get_cpu();
3149         dest_cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
3150         if (dest_cpu == this_cpu) {
3151                 put_cpu();
3152                 return;
3153         }
3154
3155         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3156         put_cpu();
3157
3158         /*
3159          * select_task_rq() can race against ->cpus_allowed
3160          */
3161         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
3162             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu))) {
3163                 task_rq_unlock(rq, &flags);
3164                 goto again;
3165         }
3166
3167         /* force the process onto the specified CPU */
3168         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
3169                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
3170                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
3171
3172                 get_task_struct(mt);
3173                 task_rq_unlock(rq, &flags);
3174                 wake_up_process(mt);
3175                 put_task_struct(mt);
3176                 wait_for_completion(&req.done);
3177
3178                 return;
3179         }
3180         task_rq_unlock(rq, &flags);
3181 }
3182
3183 /*
3184  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
3185  * Both runqueues must be locked.
3186  */
3187 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
3188                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
3189 {
3190         deactivate_task(src_rq, p, 0);
3191         set_task_cpu(p, this_cpu);
3192         activate_task(this_rq, p, 0);
3193         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3194 }
3195
3196 /*
3197  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3198  */
3199 static
3200 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3201                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3202                      int *all_pinned)
3203 {
3204         int tsk_cache_hot = 0;
3205         /*
3206          * We do not migrate tasks that are:
3207          * 1) running (obviously), or
3208          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3209          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3210          */
3211         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3212                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3213                 return 0;
3214         }
3215         *all_pinned = 0;
3216
3217         if (task_running(rq, p)) {
3218                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3219                 return 0;
3220         }
3221
3222         /*
3223          * Aggressive migration if:
3224          * 1) task is cache cold, or
3225          * 2) too many balance attempts have failed.
3226          */
3227
3228         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3229         if (!tsk_cache_hot ||
3230                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3231 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3232                 if (tsk_cache_hot) {
3233                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3234                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3235                 }
3236 #endif
3237                 return 1;
3238         }
3239
3240         if (tsk_cache_hot) {
3241                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3242                 return 0;
3243         }
3244         return 1;
3245 }
3246
3247 static unsigned long
3248 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3249               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3250               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3251               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3252 {
3253         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3254         struct task_struct *p;
3255         long rem_load_move = max_load_move;
3256
3257         if (max_load_move == 0)
3258                 goto out;
3259
3260         pinned = 1;
3261
3262         /*
3263          * Start the load-balancing iterator:
3264          */
3265         p = iterator->start(iterator->arg);
3266 next:
3267         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3268                 goto out;
3269
3270         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3271             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3272                 p = iterator->next(iterator->arg);
3273                 goto next;
3274         }
3275
3276         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3277         pulled++;
3278         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3279
3280 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3281         /*
3282          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3283          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3284          * section.
3285          */
3286         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3287                 goto out;
3288 #endif
3289
3290         /*
3291          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3292          */
3293         if (rem_load_move > 0) {
3294                 if (p->prio < *this_best_prio)
3295                         *this_best_prio = p->prio;
3296                 p = iterator->next(iterator->arg);
3297                 goto next;
3298         }
3299 out:
3300         /*
3301          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3302          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3303          * inside pull_task().
3304          */
3305         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3306
3307         if (all_pinned)
3308                 *all_pinned = pinned;
3309
3310         return max_load_move - rem_load_move;
3311 }
3312
3313 /*
3314  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3315  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3316  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3317  *
3318  * Called with both runqueues locked.
3319  */
3320 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3321                       unsigned long max_load_move,
3322                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3323                       int *all_pinned)
3324 {
3325         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3326         unsigned long total_load_moved = 0;
3327         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3328
3329         do {
3330                 total_load_moved +=
3331                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3332                                 max_load_move - total_load_moved,
3333                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3334                 class = class->next;
3335
3336 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3337                 /*
3338                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3339                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3340                  * the critical section.
3341                  */
3342                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3343                         break;
3344 #endif
3345         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3346
3347         return total_load_moved > 0;
3348 }
3349
3350 static int
3351 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3352                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3353                    struct rq_iterator *iterator)
3354 {
3355         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3356         int pinned = 0;
3357
3358         while (p) {
3359                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3360                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3361                         /*
3362                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3363                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3364                          * stats here rather than inside pull_task().
3365                          */
3366                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3367
3368                         return 1;
3369                 }
3370                 p = iterator->next(iterator->arg);
3371         }
3372
3373         return 0;
3374 }
3375
3376 /*
3377  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3378  * part of active balancing operations within "domain".
3379  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3380  *
3381  * Called with both runqueues locked.
3382  */
3383 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3384                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3385 {
3386         const struct sched_class *class;
3387
3388         for_each_class(class) {
3389                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3390                         return 1;
3391         }
3392
3393         return 0;
3394 }
3395 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3396 /*
3397  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3398  *              during load balancing.
3399  */
3400 struct sd_lb_stats {
3401         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3402         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3403         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3404         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3405         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3406
3407         /** Statistics of this group */
3408         unsigned long this_load;
3409         unsigned long this_load_per_task;
3410         unsigned long this_nr_running;
3411
3412         /* Statistics of the busiest group */
3413         unsigned long max_load;
3414         unsigned long busiest_load_per_task;
3415         unsigned long busiest_nr_running;
3416
3417         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3418 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3419         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3420         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3421         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3422         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3423         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3424         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3425 #endif
3426 };
3427
3428 /*
3429  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3430  */
3431 struct sg_lb_stats {
3432         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3433         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3434         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3435         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3436         unsigned long group_capacity;
3437         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3438 };
3439
3440 /**
3441  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3442  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3443  */
3444 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3445 {
3446         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3447 }
3448
3449 /**
3450  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3451  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3452  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3453  */
3454 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3455                                         enum cpu_idle_type idle)
3456 {
3457         int load_idx;
3458
3459         switch (idle) {
3460         case CPU_NOT_IDLE:
3461                 load_idx = sd->busy_idx;
3462                 break;
3463
3464         case CPU_NEWLY_IDLE:
3465                 load_idx = sd->newidle_idx;
3466                 break;
3467         default:
3468                 load_idx = sd->idle_idx;
3469                 break;
3470         }
3471
3472         return load_idx;
3473 }
3474
3475
3476 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3477 /**
3478  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3479  * the given sched_domain, during load balancing.
3480  *
3481  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3482  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3483  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3484  */
3485 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3486         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3487 {
3488         /*
3489          * Busy processors will not participate in power savings
3490          * balance.
3491          */
3492         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3493                 sds->power_savings_balance = 0;
3494         else {
3495                 sds->power_savings_balance = 1;
3496                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3497                 sds->leader_nr_running = 0;
3498         }
3499 }
3500
3501 /**
3502  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3503  * sched_domain while performing load balancing.
3504  *
3505  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3506  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3507  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3508  *              load balancing ?
3509  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3510  */
3511 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3512         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3513 {
3514
3515         if (!sds->power_savings_balance)
3516                 return;
3517
3518         /*
3519          * If the local group is idle or completely loaded
3520          * no need to do power savings balance at this domain
3521          */
3522         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3523                                 !sds->this_nr_running))
3524                 sds->power_savings_balance = 0;
3525
3526         /*
3527          * If a group is already running at full capacity or idle,
3528          * don't include that group in power savings calculations
3529          */
3530         if (!sds->power_savings_balance ||
3531                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3532                 !sgs->sum_nr_running)
3533                 return;
3534
3535         /*
3536          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3537          * This is the group from where we need to pick up the load
3538          * for saving power
3539          */
3540         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3541             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3542              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3543                 sds->group_min = group;
3544                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3545                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3546                                                 sgs->sum_nr_running;
3547         }
3548
3549         /*
3550          * Calculate the group which is almost near its
3551          * capacity but still has some space to pick up some load
3552          * from other group and save more power
3553          */
3554         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
3555                 return;
3556
3557         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3558             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3559              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3560                 sds->group_leader = group;
3561                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3562         }
3563 }
3564
3565 /**
3566  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3567  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3568  *      under consideration.
3569  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3570  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3571  *
3572  * Description:
3573  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3574  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3575  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3576  *
3577  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3578  * Else returns 0.
3579  */
3580 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3581                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3582 {
3583         if (!sds->power_savings_balance)
3584                 return 0;
3585
3586         if (sds->this != sds->group_leader ||
3587                         sds->group_leader == sds->group_min)
3588                 return 0;
3589
3590         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3591         sds->busiest = sds->group_min;
3592
3593         return 1;
3594
3595 }
3596 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3597 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3598         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3599 {
3600         return;
3601 }
3602
3603 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3604         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3605 {
3606         return;
3607 }
3608
3609 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3610                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3611 {
3612         return 0;
3613 }
3614 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3615
3616
3617 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3618 {
3619         return SCHED_LOAD_SCALE;
3620 }
3621
3622 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3623 {
3624         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3625 }
3626
3627 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3628 {
3629         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3630         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3631
3632         smt_gain /= weight;
3633
3634         return smt_gain;
3635 }
3636
3637 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3638 {
3639         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3640 }
3641
3642 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3643 {
3644         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3645         u64 total, available;
3646
3647         sched_avg_update(rq);
3648
3649         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
3650         available = total - rq->rt_avg;
3651
3652         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
3653                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
3654
3655         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3656
3657         return div_u64(available, total);
3658 }
3659
3660 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3661 {
3662         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3663         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
3664         struct sched_group *sdg = sd->groups;
3665
3666         if (sched_feat(ARCH_POWER))
3667                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
3668         else
3669                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
3670
3671         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3672
3673         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
3674                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
3675                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
3676                 else
3677                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
3678
3679                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3680         }
3681
3682         power *= scale_rt_power(cpu);
3683         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3684
3685         if (!power)
3686                 power = 1;
3687
3688         sdg->cpu_power = power;
3689 }
3690
3691 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3692 {
3693         struct sched_domain *child = sd->child;
3694         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
3695         unsigned long power;
3696
3697         if (!child) {
3698                 update_cpu_power(sd, cpu);
3699                 return;
3700         }
3701
3702         power = 0;
3703
3704         group = child->groups;
3705         do {
3706                 power += group->cpu_power;
3707                 group = group->next;
3708         } while (group != child->groups);
3709
3710         sdg->cpu_power = power;
3711 }
3712
3713 /**
3714  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3715  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
3716  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3717  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3718  * @idle: Idle status of this_cpu
3719  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3720  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3721  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3722  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3723  * @balance: Should we balance.
3724  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3725  */
3726 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
3727                         struct sched_group *group, int this_cpu,
3728                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3729                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3730                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3731 {
3732         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3733         int i;
3734         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3735         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3736         unsigned long avg_load_per_task;
3737
3738         if (local_group) {
3739                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3740                 if (balance_cpu == this_cpu)
3741                         update_group_power(sd, this_cpu);
3742         }
3743
3744         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3745         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3746         max_cpu_load = 0;
3747         min_cpu_load = ~0UL;
3748
3749         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3750                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3751
3752                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3753                         *sd_idle = 0;
3754
3755                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3756                 if (local_group) {
3757                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3758                                 first_idle_cpu = 1;
3759                                 balance_cpu = i;
3760                         }
3761
3762                         load = target_load(i, load_idx);
3763                 } else {
3764                         load = source_load(i, load_idx);
3765                         if (load > max_cpu_load)
3766                                 max_cpu_load = load;
3767                         if (min_cpu_load > load)
3768                                 min_cpu_load = load;
3769                 }
3770
3771                 sgs->group_load += load;
3772                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3773                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3774
3775                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3776         }
3777
3778         /*
3779          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3780          * is eligible for doing load balancing at this and above
3781          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3782          * to do the newly idle load balance.
3783          */
3784         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3785             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3786                 *balance = 0;
3787                 return;
3788         }
3789
3790         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3791         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
3792
3793
3794         /*
3795          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3796          * than the average weight of two tasks.
3797          *
3798          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3799          *      might not be a suitable number - should we keep a
3800          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3801          *      the hierarchy?
3802          */
3803         avg_load_per_task = (sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3804                 group->cpu_power;
3805
3806         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3807                 sgs->group_imb = 1;
3808
3809         sgs->group_capacity =
3810                 DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
3811 }
3812
3813 /**
3814  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3815  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3816  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3817  * @idle: Idle status of this_cpu
3818  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3819  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3820  * @balance: Should we balance.
3821  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3822  */
3823 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3824                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3825                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3826                         struct sd_lb_stats *sds)
3827 {
3828         struct sched_domain *child = sd->child;
3829         struct sched_group *group = sd->groups;
3830         struct sg_lb_stats sgs;
3831         int load_idx, prefer_sibling = 0;
3832
3833         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
3834                 prefer_sibling = 1;
3835
3836         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3837         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3838
3839         do {
3840                 int local_group;
3841
3842                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3843                                                sched_group_cpus(group));
3844                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3845                 update_sg_lb_stats(sd, group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3846                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3847
3848                 if (local_group && balance && !(*balance))
3849                         return;
3850
3851                 sds->total_load += sgs.group_load;
3852                 sds->total_pwr += group->cpu_power;
3853
3854                 /*
3855                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
3856                  * first, lower the group capacity to one so that we'll try
3857                  * and move all the excess tasks away.
3858                  */
3859                 if (prefer_sibling)
3860                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
3861
3862                 if (local_group) {
3863                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3864                         sds->this = group;
3865                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3866                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3867                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3868                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3869                                 sgs.group_imb)) {
3870                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3871                         sds->busiest = group;
3872                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3873                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3874                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3875                 }
3876
3877                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3878                 group = group->next;
3879         } while (group != sd->groups);
3880 }
3881
3882 /**
3883  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3884  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3885  *                      load balancing.
3886  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3887  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3888  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3889  */
3890 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3891                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3892 {
3893         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3894         unsigned int imbn = 2;
3895
3896         if (sds->this_nr_running) {
3897                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3898                 if (sds->busiest_load_per_task >
3899                                 sds->this_load_per_task)
3900                         imbn = 1;
3901         } else
3902                 sds->this_load_per_task =
3903                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3904
3905         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3906                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3907                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3908                 return;
3909         }
3910
3911         /*
3912          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3913          * however we may be able to increase total CPU power used by
3914          * moving them.
3915          */
3916
3917         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
3918                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3919         pwr_now += sds->this->cpu_power *
3920                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3921         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3922
3923         /* Amount of load we'd subtract */
3924         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3925                 sds->busiest->cpu_power;
3926         if (sds->max_load > tmp)
3927                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
3928                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3929
3930         /* Amount of load we'd add */
3931         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
3932                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3933                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
3934                         sds->this->cpu_power;
3935         else
3936                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3937                         sds->this->cpu_power;
3938         pwr_move += sds->this->cpu_power *
3939                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3940         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3941
3942         /* Move if we gain throughput */
3943         if (pwr_move > pwr_now)
3944                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3945 }
3946
3947 /**
3948  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3949  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3950  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3951  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3952  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3953  */
3954 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3955                 unsigned long *imbalance)
3956 {
3957         unsigned long max_pull;
3958         /*
3959          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3960          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3961          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3962          */
3963         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3964                 *imbalance = 0;
3965                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3966         }
3967
3968         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3969         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3970                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3971
3972         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3973         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
3974                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
3975                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3976
3977         /*
3978          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3979          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3980          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3981          * moved
3982          */
3983         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3984                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3985
3986 }
3987 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3988
3989 /**
3990  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3991  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3992  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3993  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3994  * such a group exists.
3995  *
3996  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3997  * to restore balance.
3998  *
3999  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
4000  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
4001  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
4002  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
4003  * @idle: The idle status of this_cpu.
4004  * @sd_idle: The idleness of sd
4005  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
4006  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
4007  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
4008  *
4009  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
4010  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
4011  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
4012  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
4013  */
4014 static struct sched_group *
4015 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
4016                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
4017                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
4018 {
4019         struct sd_lb_stats sds;
4020
4021         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
4022
4023         /*
4024          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
4025          * this level.
4026          */
4027         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
4028                                         balance, &sds);
4029
4030         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
4031         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
4032          *    at this level.
4033          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
4034          * 3) This group is the busiest group.
4035          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
4036          *    sched_domain.
4037          * 5) The imbalance is within the specified limit.
4038          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
4039          */
4040         if (balance && !(*balance))
4041                 goto ret;
4042
4043         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4044                 goto out_balanced;
4045
4046         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4047                 goto out_balanced;
4048
4049         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4050
4051         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4052                 goto out_balanced;
4053
4054         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4055                 goto out_balanced;
4056
4057         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
4058         if (sds.group_imb)
4059                 sds.busiest_load_per_task =
4060                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
4061
4062         /*
4063          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4064          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4065          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
4066          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
4067          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
4068          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
4069          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
4070          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
4071          * appear as very large values with unsigned longs.
4072          */
4073         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
4074                 goto out_balanced;
4075
4076         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4077         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
4078         return sds.busiest;
4079
4080 out_balanced:
4081         /*
4082          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
4083          * to save power.
4084          */
4085         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
4086                 return sds.busiest;
4087 ret:
4088         *imbalance = 0;
4089         return NULL;
4090 }
4091
4092 /*
4093  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4094  */
4095 static struct rq *
4096 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
4097                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
4098 {
4099         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4100         unsigned long max_load = 0;
4101         int i;
4102
4103         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4104                 unsigned long power = power_of(i);
4105                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
4106                 unsigned long wl;
4107
4108                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
4109                         continue;
4110
4111                 rq = cpu_rq(i);
4112                 wl = weighted_cpuload(i) * SCHED_LOAD_SCALE;
4113                 wl /= power;
4114
4115                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
4116                         continue;
4117
4118                 if (wl > max_load) {
4119                         max_load = wl;
4120                         busiest = rq;
4121                 }
4122         }
4123
4124         return busiest;
4125 }
4126
4127 /*
4128  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4129  * so long as it is large enough.
4130  */
4131 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4132
4133 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4134 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4135
4136 /*
4137  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4138  * tasks if there is an imbalance.
4139  */
4140 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4141                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4142                         int *balance)
4143 {
4144         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
4145         struct sched_group *group;
4146         unsigned long imbalance;
4147         struct rq *busiest;
4148         unsigned long flags;
4149         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4150
4151         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4152
4153         /*
4154          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4155          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4156          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
4157          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4158          */
4159         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4160             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4161                 sd_idle = 1;
4162
4163         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4164
4165 redo:
4166         update_shares(sd);
4167         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
4168                                    cpus, balance);
4169
4170         if (*balance == 0)
4171                 goto out_balanced;
4172
4173         if (!group) {
4174                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4175                 goto out_balanced;
4176         }
4177
4178         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
4179         if (!busiest) {
4180                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4181                 goto out_balanced;
4182         }
4183
4184         BUG_ON(busiest == this_rq);
4185
4186         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
4187
4188         ld_moved = 0;
4189         if (busiest->nr_running > 1) {
4190                 /*
4191                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4192                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4193                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4194                  * correctly treated as an imbalance.
4195                  */
4196                 local_irq_save(flags);
4197                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4198                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4199                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
4200                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4201                 local_irq_restore(flags);
4202
4203                 /*
4204                  * some other cpu did the load balance for us.
4205                  */
4206                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
4207                         resched_cpu(this_cpu);
4208
4209                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4210                 if (unlikely(all_pinned)) {
4211                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4212                         if (!cpumask_empty(cpus))
4213                                 goto redo;
4214                         goto out_balanced;
4215                 }
4216         }
4217
4218         if (!ld_moved) {
4219                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4220                 sd->nr_balance_failed++;
4221
4222                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
4223
4224                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4225
4226                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
4227                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4228                          */
4229                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4230                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4231                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
4232                                                             flags);
4233                                 all_pinned = 1;
4234                                 goto out_one_pinned;
4235                         }
4236
4237                         if (!busiest->active_balance) {
4238                                 busiest->active_balance = 1;
4239                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4240                                 active_balance = 1;
4241                         }
4242                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4243                         if (active_balance)
4244                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
4245
4246                         /*
4247                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4248                          * counter.
4249                          */
4250                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4251                 }
4252         } else
4253                 sd->nr_balance_failed = 0;
4254
4255         if (likely(!active_balance)) {
4256                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4257                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4258         } else {
4259                 /*
4260                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4261                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4262                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4263                  * move_tasks).
4264                  */
4265                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4266                         sd->balance_interval *= 2;
4267         }
4268
4269         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4270             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4271                 ld_moved = -1;
4272
4273         goto out;
4274
4275 out_balanced:
4276         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4277
4278         sd->nr_balance_failed = 0;
4279
4280 out_one_pinned:
4281         /* tune up the balancing interval */
4282         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4283                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4284                 sd->balance_interval *= 2;
4285
4286         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4287             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4288                 ld_moved = -1;
4289         else
4290                 ld_moved = 0;
4291 out:
4292         if (ld_moved)
4293                 update_shares(sd);
4294         return ld_moved;
4295 }
4296
4297 /*
4298  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4299  * tasks if there is an imbalance.
4300  *
4301  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
4302  * this_rq is locked.
4303  */
4304 static int
4305 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
4306 {
4307         struct sched_group *group;
4308         struct rq *busiest = NULL;
4309         unsigned long imbalance;
4310         int ld_moved = 0;
4311         int sd_idle = 0;
4312         int all_pinned = 0;
4313         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4314
4315         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4316
4317         /*
4318          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4319          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4320          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
4321          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4322          */
4323         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4324             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4325                 sd_idle = 1;
4326
4327         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
4328 redo:
4329         update_shares_locked(this_rq, sd);
4330         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
4331                                    &sd_idle, cpus, NULL);
4332         if (!group) {
4333                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
4334                 goto out_balanced;
4335         }
4336
4337         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
4338         if (!busiest) {
4339                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
4340                 goto out_balanced;
4341         }
4342
4343         BUG_ON(busiest == this_rq);
4344
4345         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
4346
4347         ld_moved = 0;
4348         if (busiest->nr_running > 1) {
4349                 /* Attempt to move tasks */
4350                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4351                 /* this_rq->clock is already updated */
4352                 update_rq_clock(busiest);
4353                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4354                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
4355                                         &all_pinned);
4356                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4357
4358                 if (unlikely(all_pinned)) {
4359                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4360                         if (!cpumask_empty(cpus))
4361                                 goto redo;
4362                 }
4363         }
4364
4365         if (!ld_moved) {
4366                 int active_balance = 0;
4367
4368                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
4369                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4370                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4371                         return -1;
4372
4373                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4374                         return -1;
4375
4376                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
4377                         return -1;
4378
4379                 /*
4380                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4381                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4382                  * package. The same method used to move task in load_balance()
4383                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
4384                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
4385                  *
4386                  * The package power saving logic comes from
4387                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
4388                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
4389                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4390                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4391                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4392                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4393                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4394                  *
4395                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4396                  * will be more than one task in the source run queue and
4397                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4398                  * active balance code will not be triggered.
4399                  */
4400
4401                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
4402                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4403
4404                 /*
4405                  * don't kick the migration_thread, if the curr
4406                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4407                  */
4408                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4409                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4410                         all_pinned = 1;
4411                         return ld_moved;
4412                 }
4413
4414                 if (!busiest->active_balance) {
4415                         busiest->active_balance = 1;
4416                         busiest->push_cpu = this_cpu;
4417                         active_balance = 1;
4418                 }
4419
4420                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4421                 /*
4422                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
4423                  */
4424                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4425                 if (active_balance)
4426                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
4427                 raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4428
4429         } else
4430                 sd->nr_balance_failed = 0;
4431
4432         update_shares_locked(this_rq, sd);
4433         return ld_moved;
4434
4435 out_balanced:
4436         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
4437         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4438             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4439                 return -1;
4440         sd->nr_balance_failed = 0;
4441
4442         return 0;
4443 }
4444
4445 /*
4446  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4447  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4448  */
4449 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4450 {
4451         struct sched_domain *sd;
4452         int pulled_task = 0;
4453         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4454
4455         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
4456
4457         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
4458                 return;
4459
4460         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4461                 unsigned long interval;
4462
4463                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4464                         continue;
4465
4466                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
4467                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4468                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
4469                                                            sd);
4470
4471                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4472                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4473                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4474                 if (pulled_task) {
4475                         this_rq->idle_stamp = 0;
4476                         break;
4477                 }
4478         }
4479         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4480                 /*
4481                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4482                  * a busy processor. So reset next_balance.
4483                  */
4484                 this_rq->next_balance = next_balance;
4485         }
4486 }
4487
4488 /*
4489  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
4490  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
4491  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
4492  * logical imbalances.
4493  *
4494  * Called with busiest_rq locked.
4495  */
4496 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
4497 {
4498         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4499         struct sched_domain *sd;
4500         struct rq *target_rq;
4501
4502         /* Is there any task to move? */
4503         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4504                 return;
4505
4506         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4507
4508         /*
4509          * This condition is "impossible", if it occurs
4510          * we need to fix it. Originally reported by
4511          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4512          */
4513         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4514
4515         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4516         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4517         update_rq_clock(busiest_rq);
4518         update_rq_clock(target_rq);
4519
4520         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4521         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4522                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4523                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4524                                 break;
4525         }
4526
4527         if (likely(sd)) {
4528                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4529
4530                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4531                                   sd, CPU_IDLE))
4532                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4533                 else
4534                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4535         }
4536         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4537 }
4538
4539 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4540 static struct {
4541         atomic_t load_balancer;
4542         cpumask_var_t cpu_mask;
4543         cpumask_var_t ilb_grp_nohz_mask;
4544 } nohz ____cacheline_aligned = {
4545         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
4546 };
4547
4548 int get_nohz_load_balancer(void)
4549 {
4550         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
4551 }
4552
4553 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
4554 /**
4555  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
4556  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
4557  *              be returned.
4558  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
4559  *              for the given cpu.
4560  *
4561  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
4562  */
4563 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
4564 {
4565         struct sched_domain *sd;
4566
4567         for_each_domain(cpu, sd)
4568                 if (sd && (sd->flags & flag))
4569                         break;
4570
4571         return sd;
4572 }
4573
4574 /**
4575  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
4576  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
4577  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
4578  *              for cpu.
4579  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
4580  *
4581  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
4582  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
4583  */
4584 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
4585         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
4586                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
4587
4588 /**
4589  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
4590  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
4591  *
4592  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
4593  *
4594  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
4595  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
4596  * sched_group is semi-idle or not.
4597  */
4598 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
4599 {
4600         cpumask_and(nohz.ilb_grp_nohz_mask, nohz.cpu_mask,
4601                                         sched_group_cpus(ilb_group));
4602
4603         /*
4604          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
4605          * and atleast one idle cpu.
4606          */
4607         if (cpumask_empty(nohz.ilb_grp_nohz_mask))
4608                 return 0;
4609
4610         if (cpumask_equal(nohz.ilb_grp_nohz_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
4611                 return 0;
4612
4613         return 1;
4614 }
4615 /**
4616  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
4617  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
4618  *
4619  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
4620  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
4621  *
4622  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
4623  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
4624  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
4625  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
4626  */
4627 static int find_new_ilb(int cpu)
4628 {
4629         struct sched_domain *sd;
4630         struct sched_group *ilb_group;
4631
4632         /*
4633          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
4634          * when power-aware load balancing is enabled
4635          */
4636         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
4637                 goto out_done;
4638
4639         /*
4640          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
4641          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
4642          */
4643         if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) < 2)
4644                 goto out_done;
4645
4646         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
4647                 ilb_group = sd->groups;
4648
4649                 do {
4650                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
4651                                 return cpumask_first(nohz.ilb_grp_nohz_mask);
4652
4653                         ilb_group = ilb_group->next;
4654
4655                 } while (ilb_group != sd->groups);
4656         }
4657
4658 out_done:
4659         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4660 }
4661 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
4662 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4663 {
4664         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4665 }
4666 #endif
4667
4668 /*
4669  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4670  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4671  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
4672  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
4673  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
4674  * arrives...
4675  *
4676  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
4677  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
4678  * nohz.cpu_mask..
4679  *
4680  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
4681  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
4682  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
4683  * there is no need for ilb owner.
4684  *
4685  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
4686  * next busy scheduler_tick()
4687  */
4688 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4689 {
4690         int cpu = smp_processor_id();
4691
4692         if (stop_tick) {
4693                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
4694
4695                 if (!cpu_active(cpu)) {
4696                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4697                                 return 0;
4698
4699                         /*
4700                          * If we are going offline and still the leader,
4701                          * give up!
4702                          */
4703                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4704                                 BUG();
4705
4706                         return 0;
4707                 }
4708
4709                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4710
4711                 /* time for ilb owner also to sleep */
4712                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_active_cpus()) {
4713                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4714                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4715                         return 0;
4716                 }
4717
4718                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4719                         /* make me the ilb owner */
4720                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
4721                                 return 1;
4722                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4723                         int new_ilb;
4724
4725                         if (!(sched_smt_power_savings ||
4726                                                 sched_mc_power_savings))
4727                                 return 1;
4728                         /*
4729                          * Check to see if there is a more power-efficient
4730                          * ilb.
4731                          */
4732                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
4733                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
4734                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4735                                 resched_cpu(new_ilb);
4736                                 return 0;
4737                         }
4738                         return 1;
4739                 }
4740         } else {
4741                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4742                         return 0;
4743
4744                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4745
4746                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4747                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4748                                 BUG();
4749         }
4750         return 0;
4751 }
4752 #endif
4753
4754 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4755
4756 /*
4757  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4758  * and initiates a balancing operation if so.
4759  *
4760  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4761  */
4762 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4763 {
4764         int balance = 1;
4765         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4766         unsigned long interval;
4767         struct sched_domain *sd;
4768         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4769         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4770         int update_next_balance = 0;
4771         int need_serialize;
4772
4773         for_each_domain(cpu, sd) {
4774                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4775                         continue;
4776
4777                 interval = sd->balance_interval;
4778                 if (idle != CPU_IDLE)
4779                         interval *= sd->busy_factor;
4780
4781                 /* scale ms to jiffies */
4782                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4783                 if (unlikely(!interval))
4784                         interval = 1;
4785                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
4786                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
4787
4788                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4789
4790                 if (need_serialize) {
4791                         if (!spin_trylock(&balancing))
4792                                 goto out;
4793                 }
4794
4795                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4796                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4797                                 /*
4798                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4799                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
4800                                  * not idle.
4801                                  */
4802                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4803                         }
4804                         sd->last_balance = jiffies;
4805                 }
4806                 if (need_serialize)
4807                         spin_unlock(&balancing);
4808 out:
4809                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4810                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4811                         update_next_balance = 1;
4812                 }
4813
4814                 /*
4815                  * Stop the load balance at this level. There is another
4816                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4817                  * actively.
4818                  */
4819                 if (!balance)
4820                         break;
4821         }
4822
4823         /*
4824          * next_balance will be updated only when there is a need.
4825          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4826          * updated.
4827          */
4828         if (likely(update_next_balance))
4829                 rq->next_balance = next_balance;
4830 }
4831
4832 /*
4833  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4834  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
4835  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4836  */
4837 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4838 {
4839         int this_cpu = smp_processor_id();
4840         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4841         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
4842                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4843
4844         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4845
4846 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4847         /*
4848          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
4849          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4850          * stopped.
4851          */
4852         if (this_rq->idle_at_tick &&
4853             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
4854                 struct rq *rq;
4855                 int balance_cpu;
4856
4857                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
4858                         if (balance_cpu == this_cpu)
4859                                 continue;
4860
4861                         /*
4862                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4863                          * work being done for other cpus. Next load
4864                          * balancing owner will pick it up.
4865                          */
4866                         if (need_resched())
4867                                 break;
4868
4869                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4870
4871                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
4872                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4873                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4874                 }
4875         }
4876 #endif
4877 }
4878
4879 static inline int on_null_domain(int cpu)
4880 {
4881         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
4882 }
4883
4884 /*
4885  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4886  *
4887  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
4888  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
4889  * if the whole system is idle.
4890  */
4891 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4892 {
4893 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4894         /*
4895          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4896          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4897          * load balancer.
4898          */
4899         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4900                 rq->in_nohz_recently = 0;
4901
4902                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4903                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4904                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4905                 }
4906
4907                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4908                         int ilb = find_new_ilb(cpu);
4909
4910                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4911                                 resched_cpu(ilb);
4912                 }
4913         }
4914
4915         /*
4916          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4917          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4918          */
4919         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4920             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4921                 resched_cpu(cpu);
4922                 return;
4923         }
4924
4925         /*
4926          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4927          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4928          */
4929         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4930             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4931                 return;
4932 #endif
4933         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4934         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4935             likely(!on_null_domain(cpu)))
4936                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4937 }
4938
4939 #else   /* CONFIG_SMP */
4940
4941 /*
4942  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4943  */
4944 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4945 {
4946 }
4947
4948 #endif
4949
4950 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4951
4952 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4953
4954 /*
4955  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4956  * @p in case that task is currently running.
4957  *
4958  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4959  */
4960 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4961 {
4962         u64 ns = 0;
4963
4964         if (task_current(rq, p)) {
4965                 update_rq_clock(rq);
4966                 ns = rq->clock - p->se.exec_start;
4967                 if ((s64)ns < 0)
4968                         ns = 0;
4969         }
4970
4971         return ns;
4972 }
4973
4974 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4975 {
4976         unsigned long flags;
4977         struct rq *rq;
4978         u64 ns = 0;
4979
4980         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4981         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4982         task_rq_unlock(rq, &flags);
4983
4984         return ns;
4985 }
4986
4987 /*
4988  * Return accounted runtime for the task.
4989  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4990  * pending runtime that have not been accounted yet.
4991  */
4992 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4993 {
4994         unsigned long flags;
4995         struct rq *rq;
4996         u64 ns = 0;
4997
4998         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4999         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
5000         task_rq_unlock(rq, &flags);
5001
5002         return ns;
5003 }
5004
5005 /*
5006  * Return sum_exec_runtime for the thread group.
5007  * In case the task is currently running, return the sum plus current's
5008  * pending runtime that have not been accounted yet.
5009  *
5010  * Note that the thread group might have other running tasks as well,
5011  * so the return value not includes other pending runtime that other
5012  * running tasks might have.
5013  */
5014 unsigned long long thread_group_sched_runtime(struct task_struct *p)
5015 {
5016         struct task_cputime totals;
5017         unsigned long flags;
5018         struct rq *rq;
5019         u64 ns;
5020
5021         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5022         thread_group_cputime(p, &totals);
5023         ns = totals.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
5024         task_rq_unlock(rq, &flags);
5025
5026         return ns;
5027 }
5028
5029 /*
5030  * Account user cpu time to a process.
5031  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5032  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
5033  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5034  */
5035 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5036                        cputime_t cputime_scaled)
5037 {
5038         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5039         cputime64_t tmp;
5040
5041         /* Add user time to process. */
5042         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5043         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5044         account_group_user_time(p, cputime);
5045
5046         /* Add user time to cpustat. */
5047         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5048         if (TASK_NICE(p) > 0)
5049                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
5050         else
5051                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5052
5053         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
5054         /* Account for user time used */
5055         acct_update_integrals(p);
5056 }
5057
5058 /*
5059  * Account guest cpu time to a process.
5060  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5061  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
5062  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5063  */
5064 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5065                                cputime_t cputime_scaled)
5066 {
5067         cputime64_t tmp;
5068         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5069
5070         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5071
5072         /* Add guest time to process. */
5073         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5074         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5075         account_group_user_time(p, cputime);
5076         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
5077
5078         /* Add guest time to cpustat. */
5079         if (TASK_NICE(p) > 0) {
5080                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
5081                 cpustat->guest_nice = cputime64_add(cpustat->guest_nice, tmp);
5082         } else {
5083                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5084                 cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
5085         }
5086 }
5087
5088 /*
5089  * Account system cpu time to a process.
5090  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5091  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
5092  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
5093  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5094  */
5095 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
5096                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
5097 {
5098         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5099         cputime64_t tmp;
5100
5101         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
5102                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
5103                 return;
5104         }
5105
5106         /* Add system time to process. */
5107         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
5108         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
5109         account_group_system_time(p, cputime);
5110
5111         /* Add system time to cpustat. */
5112         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5113         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
5114                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
5115         else if (softirq_count())
5116                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
5117         else
5118                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
5119
5120         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
5121
5122         /* Account for system time used */
5123         acct_update_integrals(p);
5124 }
5125
5126 /*
5127  * Account for involuntary wait time.
5128  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
5129  */
5130 void account_steal_time(cputime_t cputime)
5131 {
5132         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5133         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5134
5135         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
5136 }
5137
5138 /*
5139  * Account for idle time.
5140  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
5141  */
5142 void account_idle_time(cputime_t cputime)
5143 {
5144         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5145         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5146         struct rq *rq = this_rq();
5147
5148         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
5149                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
5150         else
5151                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
5152 }
5153
5154 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5155
5156 /*
5157  * Account a single tick of cpu time.
5158  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5159  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
5160  */
5161 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
5162 {
5163         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
5164         struct rq *rq = this_rq();
5165
5166         if (user_tick)
5167                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
5168         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
5169                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
5170                                     one_jiffy_scaled);
5171         else
5172                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
5173 }
5174
5175 /*
5176  * Account multiple ticks of steal time.
5177  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
5178  * @ticks: number of stolen ticks
5179  */
5180 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
5181 {
5182         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5183 }
5184
5185 /*
5186  * Account multiple ticks of idle time.
5187  * @ticks: number of stolen ticks
5188  */
5189 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
5190 {
5191         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5192 }
5193
5194 #endif
5195
5196 /*
5197  * Use precise platform statistics if available:
5198  */
5199 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5200 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5201 {
5202         *ut = p->utime;
5203         *st = p->stime;
5204 }
5205
5206 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5207 {
5208         struct task_cputime cputime;
5209
5210         thread_group_cputime(p, &cputime);
5211
5212         *ut = cputime.utime;
5213         *st = cputime.stime;
5214 }
5215 #else
5216
5217 #ifndef nsecs_to_cputime
5218 # define nsecs_to_cputime(__nsecs)      nsecs_to_jiffies(__nsecs)
5219 #endif
5220
5221 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5222 {
5223         cputime_t rtime, utime = p->utime, total = cputime_add(utime, p->stime);
5224
5225         /*
5226          * Use CFS's precise accounting:
5227          */
5228         rtime = nsecs_to_cputime(p->se.sum_exec_runtime);
5229
5230         if (total) {
5231                 u64 temp;
5232
5233                 temp = (u64)(rtime * utime);
5234                 do_div(temp, total);
5235                 utime = (cputime_t)temp;
5236         } else
5237                 utime = rtime;
5238
5239         /*
5240          * Compare with previous values, to keep monotonicity:
5241          */
5242         p->prev_utime = max(p->prev_utime, utime);
5243         p->prev_stime = max(p->prev_stime, cputime_sub(rtime, p->prev_utime));
5244
5245         *ut = p->prev_utime;
5246         *st = p->prev_stime;
5247 }
5248
5249 /*
5250  * Must be called with siglock held.
5251  */
5252 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5253 {
5254         struct signal_struct *sig = p->signal;
5255         struct task_cputime cputime;
5256         cputime_t rtime, utime, total;
5257
5258         thread_group_cputime(p, &cputime);
5259
5260         total = cputime_add(cputime.utime, cputime.stime);
5261         rtime = nsecs_to_cputime(cputime.sum_exec_runtime);
5262
5263         if (total) {
5264                 u64 temp;
5265
5266                 temp = (u64)(rtime * cputime.utime);
5267                 do_div(temp, total);
5268                 utime = (cputime_t)temp;
5269         } else
5270                 utime = rtime;
5271
5272         sig->prev_utime = max(sig->prev_utime, utime);
5273         sig->prev_stime = max(sig->prev_stime,
5274                               cputime_sub(rtime, sig->prev_utime));
5275
5276         *ut = sig->prev_utime;
5277         *st = sig->prev_stime;
5278 }
5279 #endif
5280
5281 /*
5282  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5283  * We call it with interrupts disabled.
5284  *
5285  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
5286  * timeslices.
5287  */
5288 void scheduler_tick(void)
5289 {
5290         int cpu = smp_processor_id();
5291         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5292         struct task_struct *curr = rq->curr;
5293
5294         sched_clock_tick();
5295
5296         raw_spin_lock(&rq->lock);
5297         update_rq_clock(rq);
5298         update_cpu_load(rq);
5299         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5300         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5301
5302         perf_event_task_tick(curr, cpu);
5303
5304 #ifdef CONFIG_SMP
5305         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
5306         trigger_load_balance(rq, cpu);
5307 #endif
5308 }
5309
5310 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
5311 {
5312         if (in_lock_functions(addr)) {
5313                 addr = CALLER_ADDR2;
5314                 if (in_lock_functions(addr))
5315                         addr = CALLER_ADDR3;
5316         }
5317         return addr;
5318 }
5319
5320 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5321                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
5322
5323 void __kprobes add_preempt_count(int val)
5324 {
5325 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5326         /*
5327          * Underflow?
5328          */
5329         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5330                 return;
5331 #endif
5332         preempt_count() += val;
5333 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5334         /*
5335          * Spinlock count overflowing soon?
5336          */
5337         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5338                                 PREEMPT_MASK - 10);
5339 #endif
5340         if (preempt_count() == val)
5341                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5342 }
5343 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
5344
5345 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
5346 {
5347 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5348         /*
5349          * Underflow?
5350          */
5351         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5352                 return;
5353         /*
5354          * Is the spinlock portion underflowing?
5355          */
5356         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5357                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5358                 return;
5359 #endif
5360
5361         if (preempt_count() == val)
5362                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5363         preempt_count() -= val;
5364 }
5365 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
5366
5367 #endif
5368
5369 /*
5370  * Print scheduling while atomic bug:
5371  */
5372 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5373 {
5374         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
5375
5376         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5377                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5378
5379         debug_show_held_locks(prev);
5380         print_modules();
5381         if (irqs_disabled())
5382                 print_irqtrace_events(prev);
5383
5384         if (regs)
5385                 show_regs(regs);
5386         else
5387                 dump_stack();
5388 }
5389
5390 /*
5391  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5392  */
5393 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
5394 {
5395         /*
5396          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
5397          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
5398          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
5399          */
5400         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
5401                 __schedule_bug(prev);
5402
5403         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5404
5405         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
5406 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5407         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
5408                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
5409                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
5410         }
5411 #endif
5412 }
5413
5414 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5415 {
5416         if (prev->state == TASK_RUNNING) {
5417                 u64 runtime = prev->se.sum_exec_runtime;
5418
5419                 runtime -= prev->se.prev_sum_exec_runtime;
5420                 runtime = min_t(u64, runtime, 2*sysctl_sched_migration_cost);
5421
5422                 /*
5423                  * In order to avoid avg_overlap growing stale when we are
5424                  * indeed overlapping and hence not getting put to sleep, grow
5425                  * the avg_overlap on preemption.
5426                  *
5427                  * We use the average preemption runtime because that
5428                  * correlates to the amount of cache footprint a task can
5429                  * build up.
5430                  */
5431                 update_avg(&prev->se.avg_overlap, runtime);
5432         }
5433         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
5434 }
5435
5436 /*
5437  * Pick up the highest-prio task:
5438  */
5439 static inline struct task_struct *
5440 pick_next_task(struct rq *rq)
5441 {
5442         const struct sched_class *class;
5443         struct task_struct *p;
5444
5445         /*
5446          * Optimization: we know that if all tasks are in
5447          * the fair class we can call that function directly:
5448          */
5449         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
5450                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
5451                 if (likely(p))
5452                         return p;
5453         }
5454
5455         class = sched_class_highest;
5456         for ( ; ; ) {
5457                 p = class->pick_next_task(rq);
5458                 if (p)
5459                         return p;
5460                 /*
5461                  * Will never be NULL as the idle class always
5462                  * returns a non-NULL p:
5463                  */
5464                 class = class->next;
5465         }
5466 }
5467
5468 /*
5469  * schedule() is the main scheduler function.
5470  */
5471 asmlinkage void __sched schedule(void)
5472 {
5473         struct task_struct *prev, *next;
5474         unsigned long *switch_count;
5475         struct rq *rq;
5476         int cpu;
5477
5478 need_resched:
5479         preempt_disable();
5480         cpu = smp_processor_id();
5481         rq = cpu_rq(cpu);
5482         rcu_sched_qs(cpu);
5483         prev = rq->curr;
5484         switch_count = &prev->nivcsw;
5485
5486         release_kernel_lock(prev);
5487 need_resched_nonpreemptible:
5488
5489         schedule_debug(prev);
5490
5491         if (sched_feat(HRTICK))
5492                 hrtick_clear(rq);
5493
5494         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
5495         update_rq_clock(rq);
5496         clear_tsk_need_resched(prev);
5497
5498         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
5499                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
5500                         prev->state = TASK_RUNNING;
5501                 else
5502                         deactivate_task(rq, prev, 1);
5503                 switch_count = &prev->nvcsw;
5504         }
5505
5506         pre_schedule(rq, prev);
5507
5508         if (unlikely(!rq->nr_running))
5509                 idle_balance(cpu, rq);
5510
5511         put_prev_task(rq, prev);
5512         next = pick_next_task(rq);
5513
5514         if (likely(prev != next)) {
5515                 sched_info_switch(prev, next);
5516                 perf_event_task_sched_out(prev, next, cpu);
5517
5518                 rq->nr_switches++;
5519                 rq->curr = next;
5520                 ++*switch_count;
5521
5522                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
5523                 /*
5524                  * the context switch might have flipped the stack from under
5525                  * us, hence refresh the local variables.
5526                  */
5527                 cpu = smp_processor_id();
5528                 rq = cpu_rq(cpu);
5529         } else
5530                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
5531
5532         post_schedule(rq);
5533
5534         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
5535                 goto need_resched_nonpreemptible;
5536
5537         preempt_enable_no_resched();
5538         if (need_resched())
5539                 goto need_resched;
5540 }
5541 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5542
5543 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
5544 /*
5545  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
5546  * access and not reliable.
5547  */
5548 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct thread_info *owner)
5549 {
5550         unsigned int cpu;
5551         struct rq *rq;
5552
5553         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
5554                 return 0;
5555
5556 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
5557         /*
5558          * Need to access the cpu field knowing that
5559          * DEBUG_PAGEALLOC could have unmapped it if
5560          * the mutex owner just released it and exited.
5561          */
5562         if (probe_kernel_address(&owner->cpu, cpu))
5563                 goto out;
5564 #else
5565         cpu = owner->cpu;
5566 #endif
5567
5568         /*
5569          * Even if the access succeeded (likely case),
5570          * the cpu field may no longer be valid.
5571          */
5572         if (cpu >= nr_cpumask_bits)
5573                 goto out;
5574
5575         /*
5576          * We need to validate that we can do a
5577          * get_cpu() and that we have the percpu area.
5578          */
5579         if (!cpu_online(cpu))
5580                 goto out;
5581
5582         rq = cpu_rq(cpu);
5583
5584         for (;;) {
5585                 /*
5586                  * Owner changed, break to re-assess state.
5587                  */
5588                 if (lock->owner != owner)
5589                         break;
5590
5591                 /*
5592                  * Is that owner really running on that cpu?
5593                  */
5594                 if (task_thread_info(rq->curr) != owner || need_resched())
5595                         return 0;
5596
5597                 cpu_relax();
5598         }
5599 out:
5600         return 1;
5601 }
5602 #endif
5603
5604 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5605 /*
5606  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5607  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
5608  * occur there and call schedule directly.
5609  */
5610 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
5611 {
5612         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5613
5614         /*
5615          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5616          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5617          */
5618         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
5619                 return;
5620
5621         do {
5622                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5623                 schedule();
5624                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5625
5626                 /*
5627                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5628                  * between schedule and now.
5629                  */
5630                 barrier();
5631         } while (need_resched());
5632 }
5633 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5634
5635 /*
5636  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
5637  * off of irq context.
5638  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5639  * protect us against recursive calling from irq.
5640  */
5641 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
5642 {
5643         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5644
5645         /* Catch callers which need to be fixed */
5646         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
5647
5648         do {
5649                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5650                 local_irq_enable();
5651                 schedule();
5652                 local_irq_disable();
5653                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5654
5655                 /*
5656                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5657                  * between schedule and now.
5658                  */
5659                 barrier();
5660         } while (need_resched());
5661 }
5662
5663 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
5664
5665 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
5666                           void *key)
5667 {
5668         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
5669 }
5670 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5671
5672 /*
5673  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
5674  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
5675  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
5676  *
5677  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
5678  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
5679  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
5680  */
5681 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5682                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
5683 {
5684         wait_queue_t *curr, *next;
5685
5686         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
5687                 unsigned flags = curr->flags;
5688
5689                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
5690                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
5691                         break;
5692         }
5693 }
5694
5695 /**
5696  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
5697  * @q: the waitqueue
5698  * @mode: which threads
5699  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5700  * @key: is directly passed to the wakeup function
5701  *
5702  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5703  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5704  */
5705 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5706                         int nr_exclusive, void *key)
5707 {
5708         unsigned long flags;
5709
5710         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5711         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
5712         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5713 }
5714 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
5715
5716 /*
5717  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
5718  */
5719 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
5720 {
5721         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
5722 }
5723
5724 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
5725 {
5726         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
5727 }
5728
5729 /**
5730  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
5731  * @q: the waitqueue
5732  * @mode: which threads
5733  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5734  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
5735  *
5736  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
5737  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
5738  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
5739  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
5740  *
5741  * On UP it can prevent extra preemption.
5742  *
5743  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5744  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5745  */
5746 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5747                         int nr_exclusive, void *key)
5748 {
5749         unsigned long flags;
5750         int wake_flags = WF_SYNC;
5751
5752         if (unlikely(!q))
5753                 return;
5754
5755         if (unlikely(!nr_exclusive))
5756                 wake_flags = 0;
5757
5758         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5759         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
5760         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5761 }
5762 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
5763
5764 /*
5765  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
5766  */
5767 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
5768 {
5769         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
5770 }
5771 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
5772
5773 /**
5774  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
5775  * @x:  holds the state of this particular completion
5776  *
5777  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
5778  * awakened in the same order in which they were queued.
5779  *
5780  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
5781  *
5782  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5783  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5784  */
5785 void complete(struct completion *x)
5786 {
5787         unsigned long flags;
5788
5789         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5790         x->done++;
5791         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
5792         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5793 }
5794 EXPORT_SYMBOL(complete);
5795
5796 /**
5797  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
5798  * @x:  holds the state of this particular completion
5799  *
5800  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
5801  *
5802  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5803  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5804  */
5805 void complete_all(struct completion *x)
5806 {
5807         unsigned long flags;
5808
5809         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5810         x->done += UINT_MAX/2;
5811         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
5812         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5813 }
5814 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
5815
5816 static inline long __sched
5817 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5818 {
5819         if (!x->done) {
5820                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
5821
5822                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
5823                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
5824                 do {
5825                         if (signal_pending_state(state, current)) {
5826                                 timeout = -ERESTARTSYS;
5827                                 break;
5828                         }
5829                         __set_current_state(state);
5830                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5831                         timeout = schedule_timeout(timeout);
5832                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5833                 } while (!x->done && timeout);
5834                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
5835                 if (!x->done)
5836                         return timeout;
5837         }
5838         x->done--;
5839         return timeout ?: 1;
5840 }
5841
5842 static long __sched
5843 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5844 {
5845         might_sleep();
5846
5847         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5848         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5849         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5850         return timeout;
5851 }
5852
5853 /**
5854  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5855  * @x:  holds the state of this particular completion
5856  *
5857  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5858  * interruptible and there is no timeout.
5859  *
5860  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5861  * and interrupt capability. Also see complete().
5862  */
5863 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5864 {
5865         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5866 }
5867 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5868
5869 /**
5870  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5871  * @x:  holds the state of this particular completion
5872  * @timeout:  timeout value in jiffies
5873  *
5874  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5875  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5876  * interruptible.
5877  */
5878 unsigned long __sched
5879 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5880 {
5881         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5882 }
5883 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5884
5885 /**
5886  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5887  * @x:  holds the state of this particular completion
5888  *
5889  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5890  * interruptible.
5891  */
5892 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5893 {
5894         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5895         if (t == -ERESTARTSYS)
5896                 return t;
5897         return 0;
5898 }
5899 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5900
5901 /**
5902  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5903  * @x:  holds the state of this particular completion
5904  * @timeout:  timeout value in jiffies
5905  *
5906  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5907  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5908  */
5909 unsigned long __sched
5910 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5911                                           unsigned long timeout)
5912 {
5913         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5914 }
5915 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5916
5917 /**
5918  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5919  * @x:  holds the state of this particular completion
5920  *
5921  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5922  * interrupted by a kill signal.
5923  */
5924 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5925 {
5926         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5927         if (t == -ERESTARTSYS)
5928                 return t;
5929         return 0;
5930 }
5931 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5932
5933 /**
5934  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5935  *      @x:     completion structure
5936  *
5937  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5938  *               1 if a decrement succeeded.
5939  *
5940  *      If a completion is being used as a counting completion,
5941  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5942  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5943  *      is protecting is not available.
5944  */
5945 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5946 {
5947         unsigned long flags;
5948         int ret = 1;
5949
5950         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5951         if (!x->done)
5952                 ret = 0;
5953         else
5954                 x->done--;
5955         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5956         return ret;
5957 }
5958 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5959
5960 /**
5961  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5962  *      @x:     completion structure
5963  *
5964  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5965  *               1 if there are no waiters.
5966  *
5967  */
5968 bool completion_done(struct completion *x)
5969 {
5970         unsigned long flags;
5971         int ret = 1;
5972
5973         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5974         if (!x->done)
5975                 ret = 0;
5976         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5977         return ret;
5978 }
5979 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5980
5981 static long __sched
5982 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5983 {
5984         unsigned long flags;
5985         wait_queue_t wait;
5986
5987         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5988
5989         __set_current_state(state);
5990
5991         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5992         __add_wait_queue(q, &wait);
5993         spin_unlock(&q->lock);
5994         timeout = schedule_timeout(timeout);
5995         spin_lock_irq(&q->lock);
5996         __remove_wait_queue(q, &wait);
5997         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5998
5999         return timeout;
6000 }
6001
6002 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
6003 {
6004         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
6005 }
6006 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
6007
6008 long __sched
6009 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
6010 {
6011         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
6012 }
6013 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
6014
6015 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
6016 {
6017         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
6018 }
6019 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
6020
6021 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
6022 {
6023         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
6024 }
6025 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
6026
6027 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6028
6029 /*
6030  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
6031  * @p: task
6032  * @prio: prio value (kernel-internal form)
6033  *
6034  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
6035  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
6036  *
6037  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
6038  */
6039 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
6040 {
6041         unsigned long flags;
6042         int oldprio, on_rq, running;
6043         struct rq *rq;
6044         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6045
6046         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
6047
6048         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6049         update_rq_clock(rq);
6050
6051         oldprio = p->prio;
6052         on_rq = p->se.on_rq;
6053         running = task_current(rq, p);
6054         if (on_rq)
6055                 dequeue_task(rq, p, 0);
6056         if (running)
6057                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6058
6059         if (rt_prio(prio))
6060                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6061         else
6062                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6063
6064         p->prio = prio;
6065
6066         if (running)
6067                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6068         if (on_rq) {
6069                 enqueue_task(rq, p, 0);
6070
6071                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6072         }
6073         task_rq_unlock(rq, &flags);
6074 }
6075
6076 #endif
6077
6078 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6079 {
6080         int old_prio, delta, on_rq;
6081         unsigned long flags;
6082         struct rq *rq;
6083
6084         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
6085                 return;
6086         /*
6087          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6088          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6089          */
6090         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6091         update_rq_clock(rq);
6092         /*
6093          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
6094          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
6095          * it wont have any effect on scheduling until the task is
6096          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
6097          */
6098         if (task_has_rt_policy(p)) {
6099                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6100                 goto out_unlock;
6101         }
6102         on_rq = p->se.on_rq;
6103         if (on_rq)
6104                 dequeue_task(rq, p, 0);
6105
6106         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6107         set_load_weight(p);
6108         old_prio = p->prio;
6109         p->prio = effective_prio(p);
6110         delta = p->prio - old_prio;
6111
6112         if (on_rq) {
6113                 enqueue_task(rq, p, 0);
6114                 /*
6115                  * If the task increased its priority or is running and
6116                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
6117                  */
6118                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
6119                         resched_task(rq->curr);
6120         }
6121 out_unlock:
6122         task_rq_unlock(rq, &flags);
6123 }
6124 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
6125
6126 /*
6127  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
6128  * @p: task
6129  * @nice: nice value
6130  */
6131 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
6132 {
6133         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
6134         int nice_rlim = 20 - nice;
6135
6136         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
6137                 capable(CAP_SYS_NICE));
6138 }
6139
6140 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
6141
6142 /*
6143  * sys_nice - change the priority of the current process.
6144  * @increment: priority increment
6145  *
6146  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
6147  * does similar things.
6148  */
6149 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
6150 {
6151         long nice, retval;
6152
6153         /*
6154          * Setpriority might change our priority at the same moment.
6155          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
6156          * and we have a single winner.
6157          */
6158         if (increment < -40)
6159                 increment = -40;
6160         if (increment > 40)
6161                 increment = 40;
6162
6163         nice = TASK_NICE(current) + increment;
6164         if (nice < -20)
6165                 nice = -20;
6166         if (nice > 19)
6167                 nice = 19;
6168
6169         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
6170                 return -EPERM;
6171
6172         retval = security_task_setnice(current, nice);
6173         if (retval)
6174                 return retval;
6175
6176         set_user_nice(current, nice);
6177         return 0;
6178 }
6179
6180 #endif
6181
6182 /**
6183  * task_prio - return the priority value of a given task.
6184  * @p: the task in question.
6185  *
6186  * This is the priority value as seen by users in /proc.
6187  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
6188  * around 0, value goes from -16 to +15.
6189  */
6190 int task_prio(const struct task_struct *p)
6191 {
6192         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6193 }
6194
6195 /**
6196  * task_nice - return the nice value of a given task.
6197  * @p: the task in question.
6198  */
6199 int task_nice(const struct task_struct *p)
6200 {
6201         return TASK_NICE(p);
6202 }
6203 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
6204
6205 /**
6206  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
6207  * @cpu: the processor in question.
6208  */
6209 int idle_cpu(int cpu)
6210 {
6211         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
6212 }
6213
6214 /**
6215  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
6216  * @cpu: the processor in question.
6217  */
6218 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6219 {
6220         return cpu_rq(cpu)->idle;
6221 }
6222
6223 /**
6224  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
6225  * @pid: the pid in question.
6226  */
6227 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
6228 {
6229         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6230 }
6231
6232 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
6233 static void
6234 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
6235 {
6236         BUG_ON(p->se.on_rq);
6237
6238         p->policy = policy;
6239         p->rt_priority = prio;
6240         p->normal_prio = normal_prio(p);
6241         /* we are holding p->pi_lock already */
6242         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
6243         if (rt_prio(p->prio))
6244                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6245         else
6246                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6247         set_load_weight(p);
6248 }
6249
6250 /*
6251  * check the target process has a UID that matches the current process's
6252  */
6253 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
6254 {
6255         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
6256         bool match;
6257
6258         rcu_read_lock();
6259         pcred = __task_cred(p);
6260         match = (cred->euid == pcred->euid ||
6261                  cred->euid == pcred->uid);
6262         rcu_read_unlock();
6263         return match;
6264 }
6265
6266 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6267                                 struct sched_param *param, bool user)
6268 {
6269         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
6270         unsigned long flags;
6271         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6272         struct rq *rq;
6273         int reset_on_fork;
6274
6275         /* may grab non-irq protected spin_locks */
6276         BUG_ON(in_interrupt());
6277 recheck:
6278         /* double check policy once rq lock held */
6279         if (policy < 0) {
6280                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
6281                 policy = oldpolicy = p->policy;
6282         } else {
6283                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
6284                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
6285
6286                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
6287                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
6288                                 policy != SCHED_IDLE)
6289                         return -EINVAL;
6290         }
6291
6292         /*
6293          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
6294          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
6295          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
6296          */
6297         if (param->sched_priority < 0 ||
6298             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
6299             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
6300                 return -EINVAL;
6301         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
6302                 return -EINVAL;
6303
6304         /*
6305          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
6306          */
6307         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
6308                 if (rt_policy(policy)) {
6309                         unsigned long rlim_rtprio;
6310
6311                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
6312                                 return -ESRCH;
6313                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
6314                         unlock_task_sighand(p, &flags);
6315
6316                         /* can't set/change the rt policy */
6317                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
6318                                 return -EPERM;
6319
6320                         /* can't increase priority */
6321                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
6322                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
6323                                 return -EPERM;
6324                 }
6325                 /*
6326                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
6327                  * move out of SCHED_IDLE either:
6328                  */
6329                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
6330                         return -EPERM;
6331
6332                 /* can't change other user's priorities */
6333                 if (!check_same_owner(p))
6334                         return -EPERM;
6335
6336                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
6337                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
6338                         return -EPERM;
6339         }
6340
6341         if (user) {
6342 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6343                 /*
6344                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
6345                  * assigned.
6346                  */
6347                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
6348                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6349                         return -EPERM;
6350 #endif
6351
6352                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
6353                 if (retval)
6354                         return retval;
6355         }
6356
6357         /*
6358          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
6359          * changing the priority of the task:
6360          */
6361         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6362         /*
6363          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
6364          * runqueue lock must be held.
6365          */
6366         rq = __task_rq_lock(p);
6367         /* recheck policy now with rq lock held */
6368         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
6369                 policy = oldpolicy = -1;
6370                 __task_rq_unlock(rq);
6371                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6372                 goto recheck;
6373         }
6374         update_rq_clock(rq);
6375         on_rq = p->se.on_rq;
6376         running = task_current(rq, p);
6377         if (on_rq)
6378                 deactivate_task(rq, p, 0);
6379         if (running)
6380                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6381
6382         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
6383
6384         oldprio = p->prio;
6385         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
6386
6387         if (running)
6388                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6389         if (on_rq) {
6390                 activate_task(rq, p, 0);
6391
6392                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6393         }
6394         __task_rq_unlock(rq);
6395         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6396
6397         rt_mutex_adjust_pi(p);
6398
6399         return 0;
6400 }
6401
6402 /**
6403  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
6404  * @p: the task in question.
6405  * @policy: new policy.
6406  * @param: structure containing the new RT priority.
6407  *
6408  * NOTE that the task may be already dead.
6409  */
6410 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6411                        struct sched_param *param)
6412 {
6413         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
6414 }
6415 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
6416
6417 /**
6418  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
6419  * @p: the task in question.
6420  * @policy: new policy.
6421  * @param: structure containing the new RT priority.
6422  *
6423  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
6424  * current context has permission.  For example, this is needed in
6425  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
6426  * but our caller might not have that capability.
6427  */
6428 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
6429                                struct sched_param *param)
6430 {
6431         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
6432 }
6433
6434 static int
6435 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
6436 {
6437         struct sched_param lparam;
6438         struct task_struct *p;
6439         int retval;
6440
6441         if (!param || pid < 0)
6442                 return -EINVAL;
6443         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
6444                 return -EFAULT;
6445
6446         rcu_read_lock();
6447         retval = -ESRCH;
6448         p = find_process_by_pid(pid);
6449         if (p != NULL)
6450                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
6451         rcu_read_unlock();
6452
6453         return retval;
6454 }
6455
6456 /**
6457  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
6458  * @pid: the pid in question.
6459  * @policy: new policy.
6460  * @param: structure containing the new RT priority.
6461  */
6462 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
6463                 struct sched_param __user *, param)
6464 {
6465         /* negative values for policy are not valid */
6466         if (policy < 0)
6467                 return -EINVAL;
6468
6469         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
6470 }
6471
6472 /**
6473  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
6474  * @pid: the pid in question.
6475  * @param: structure containing the new RT priority.
6476  */
6477 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6478 {
6479         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
6480 }
6481
6482 /**
6483  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6484  * @pid: the pid in question.
6485  */
6486 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6487 {
6488         struct task_struct *p;
6489         int retval;
6490
6491         if (pid < 0)
6492                 return -EINVAL;
6493
6494         retval = -ESRCH;
6495         rcu_read_lock();
6496         p = find_process_by_pid(pid);
6497         if (p) {
6498                 retval = security_task_getscheduler(p);
6499                 if (!retval)
6500                         retval = p->policy
6501                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
6502         }
6503         rcu_read_unlock();
6504         return retval;
6505 }
6506
6507 /**
6508  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
6509  * @pid: the pid in question.
6510  * @param: structure containing the RT priority.
6511  */
6512 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6513 {
6514         struct sched_param lp;
6515         struct task_struct *p;
6516         int retval;
6517
6518         if (!param || pid < 0)
6519                 return -EINVAL;
6520
6521         rcu_read_lock();
6522         p = find_process_by_pid(pid);
6523         retval = -ESRCH;
6524         if (!p)
6525                 goto out_unlock;
6526
6527         retval = security_task_getscheduler(p);
6528         if (retval)
6529                 goto out_unlock;
6530
6531         lp.sched_priority = p->rt_priority;
6532         rcu_read_unlock();
6533
6534         /*
6535          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6536          */
6537         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6538
6539         return retval;
6540
6541 out_unlock:
6542         rcu_read_unlock();
6543         return retval;
6544 }
6545
6546 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6547 {
6548         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6549         struct task_struct *p;
6550         int retval;
6551
6552         get_online_cpus();
6553         rcu_read_lock();
6554
6555         p = find_process_by_pid(pid);
6556         if (!p) {
6557                 rcu_read_unlock();
6558                 put_online_cpus();
6559                 return -ESRCH;
6560         }
6561
6562         /* Prevent p going away */
6563         get_task_struct(p);
6564         rcu_read_unlock();
6565
6566         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6567                 retval = -ENOMEM;
6568                 goto out_put_task;
6569         }
6570         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6571                 retval = -ENOMEM;
6572                 goto out_free_cpus_allowed;
6573         }
6574         retval = -EPERM;
6575         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
6576                 goto out_unlock;
6577
6578         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
6579         if (retval)
6580                 goto out_unlock;
6581
6582         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6583         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6584  again:
6585         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
6586
6587         if (!retval) {
6588                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6589                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6590                         /*
6591                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6592                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6593                          * cpuset's cpus_allowed
6594                          */
6595                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6596                         goto again;
6597                 }
6598         }
6599 out_unlock:
6600         free_cpumask_var(new_mask);
6601 out_free_cpus_allowed:
6602         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6603 out_put_task:
6604         put_task_struct(p);
6605         put_online_cpus();
6606         return retval;
6607 }
6608
6609 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6610                              struct cpumask *new_mask)
6611 {
6612         if (len < cpumask_size())
6613                 cpumask_clear(new_mask);
6614         else if (len > cpumask_size())
6615                 len = cpumask_size();
6616
6617         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6618 }
6619
6620 /**
6621  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
6622  * @pid: pid of the process
6623  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6624  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
6625  */
6626 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6627                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6628 {
6629         cpumask_var_t new_mask;
6630         int retval;
6631
6632         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6633                 return -ENOMEM;
6634
6635         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6636         if (retval == 0)
6637                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6638         free_cpumask_var(new_mask);
6639         return retval;
6640 }
6641
6642 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6643 {
6644         struct task_struct *p;
6645         unsigned long flags;
6646         struct rq *rq;
6647         int retval;
6648
6649         get_online_cpus();
6650         rcu_read_lock();
6651
6652         retval = -ESRCH;
6653         p = find_process_by_pid(pid);
6654         if (!p)
6655                 goto out_unlock;
6656
6657         retval = security_task_getscheduler(p);
6658         if (retval)
6659                 goto out_unlock;
6660
6661         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6662         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6663         task_rq_unlock(rq, &flags);
6664
6665 out_unlock:
6666         rcu_read_unlock();
6667         put_online_cpus();
6668
6669         return retval;
6670 }
6671
6672 /**
6673  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
6674  * @pid: pid of the process
6675  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6676  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
6677  */
6678 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6679                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6680 {
6681         int ret;
6682         cpumask_var_t mask;
6683
6684         if (len < cpumask_size())
6685                 return -EINVAL;
6686
6687         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6688                 return -ENOMEM;
6689
6690         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6691         if (ret == 0) {
6692                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, cpumask_size()))
6693                         ret = -EFAULT;
6694                 else
6695                         ret = cpumask_size();
6696         }
6697         free_cpumask_var(mask);
6698
6699         return ret;
6700 }
6701
6702 /**
6703  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6704  *
6705  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6706  * other threads running on this CPU then this function will return.
6707  */
6708 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6709 {
6710         struct rq *rq = this_rq_lock();
6711
6712         schedstat_inc(rq, yld_count);
6713         current->sched_class->yield_task(rq);
6714
6715         /*
6716          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6717          * no need to preempt or enable interrupts:
6718          */
6719         __release(rq->lock);
6720         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
6721         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
6722         preempt_enable_no_resched();
6723
6724         schedule();
6725
6726         return 0;
6727 }
6728
6729 static inline int should_resched(void)
6730 {
6731         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
6732 }
6733
6734 static void __cond_resched(void)
6735 {
6736         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6737         schedule();
6738         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6739 }
6740
6741 int __sched _cond_resched(void)
6742 {
6743         if (should_resched()) {
6744                 __cond_resched();
6745                 return 1;
6746         }
6747         return 0;
6748 }
6749 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6750
6751 /*
6752  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6753  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6754  *
6755  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
6756  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6757  * spin_unlock(), once by hand).
6758  */
6759 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6760 {
6761         int resched = should_resched();
6762         int ret = 0;
6763
6764         lockdep_assert_held(lock);
6765
6766         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6767                 spin_unlock(lock);
6768                 if (resched)
6769                         __cond_resched();
6770                 else
6771                         cpu_relax();
6772                 ret = 1;
6773                 spin_lock(lock);
6774         }
6775         return ret;
6776 }
6777 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
6778
6779 int __sched __cond_resched_softirq(void)
6780 {
6781         BUG_ON(!in_softirq());
6782
6783         if (should_resched()) {
6784                 local_bh_enable();
6785                 __cond_resched();
6786                 local_bh_disable();
6787                 return 1;
6788         }
6789         return 0;
6790 }
6791 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
6792
6793 /**
6794  * yield - yield the current processor to other threads.
6795  *
6796  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6797  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6798  */
6799 void __sched yield(void)
6800 {
6801         set_current_state(TASK_RUNNING);
6802         sys_sched_yield();
6803 }
6804 EXPORT_SYMBOL(yield);
6805
6806 /*
6807  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6808  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6809  */
6810 void __sched io_schedule(void)
6811 {
6812         struct rq *rq = raw_rq();
6813
6814         delayacct_blkio_start();
6815         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6816         current->in_iowait = 1;
6817         schedule();
6818         current->in_iowait = 0;
6819         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6820         delayacct_blkio_end();
6821 }
6822 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6823
6824 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6825 {
6826         struct rq *rq = raw_rq();
6827         long ret;
6828
6829         delayacct_blkio_start();
6830         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6831         current->in_iowait = 1;
6832         ret = schedule_timeout(timeout);
6833         current->in_iowait = 0;
6834         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6835         delayacct_blkio_end();
6836         return ret;
6837 }
6838
6839 /**
6840  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6841  * @policy: scheduling class.
6842  *
6843  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6844  * by a given scheduling class.
6845  */
6846 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6847 {
6848         int ret = -EINVAL;
6849
6850         switch (policy) {
6851         case SCHED_FIFO:
6852         case SCHED_RR:
6853                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6854                 break;
6855         case SCHED_NORMAL:
6856         case SCHED_BATCH:
6857         case SCHED_IDLE:
6858                 ret = 0;
6859                 break;
6860         }
6861         return ret;
6862 }
6863
6864 /**
6865  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6866  * @policy: scheduling class.
6867  *
6868  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6869  * by a given scheduling class.
6870  */
6871 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6872 {
6873         int ret = -EINVAL;
6874
6875         switch (policy) {
6876         case SCHED_FIFO:
6877         case SCHED_RR:
6878                 ret = 1;
6879                 break;
6880         case SCHED_NORMAL:
6881         case SCHED_BATCH:
6882         case SCHED_IDLE:
6883                 ret = 0;
6884         }
6885         return ret;
6886 }
6887
6888 /**
6889  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6890  * @pid: pid of the process.
6891  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6892  *
6893  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6894  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6895  */
6896 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6897                 struct timespec __user *, interval)
6898 {
6899         struct task_struct *p;
6900         unsigned int time_slice;
6901         unsigned long flags;
6902         struct rq *rq;
6903         int retval;
6904         struct timespec t;
6905
6906         if (pid < 0)
6907                 return -EINVAL;
6908
6909         retval = -ESRCH;
6910         rcu_read_lock();
6911         p = find_process_by_pid(pid);
6912         if (!p)
6913                 goto out_unlock;
6914
6915         retval = security_task_getscheduler(p);
6916