sched: Convert rt_runtime_lock to raw_spinlock
[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 /**
2006  * kthread_bind - bind a just-created kthread to a cpu.
2007  * @p: thread created by kthread_create().
2008  * @cpu: cpu (might not be online, must be possible) for @k to run on.
2009  *
2010  * Description: This function is equivalent to set_cpus_allowed(),
2011  * except that @cpu doesn't need to be online, and the thread must be
2012  * stopped (i.e., just returned from kthread_create()).
2013  *
2014  * Function lives here instead of kthread.c because it messes with
2015  * scheduler internals which require locking.
2016  */
2017 void kthread_bind(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
2018 {
2019         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2020         unsigned long flags;
2021
2022         /* Must have done schedule() in kthread() before we set_task_cpu */
2023         if (!wait_task_inactive(p, TASK_UNINTERRUPTIBLE)) {
2024                 WARN_ON(1);
2025                 return;
2026         }
2027
2028         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2029         update_rq_clock(rq);
2030         set_task_cpu(p, cpu);
2031         p->cpus_allowed = cpumask_of_cpu(cpu);
2032         p->rt.nr_cpus_allowed = 1;
2033         p->flags |= PF_THREAD_BOUND;
2034         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2035 }
2036 EXPORT_SYMBOL(kthread_bind);
2037
2038 #ifdef CONFIG_SMP
2039 /*
2040  * Is this task likely cache-hot:
2041  */
2042 static int
2043 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
2044 {
2045         s64 delta;
2046
2047         /*
2048          * Buddy candidates are cache hot:
2049          */
2050         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
2051                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
2052                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
2053                 return 1;
2054
2055         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
2056                 return 0;
2057
2058         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
2059                 return 1;
2060         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
2061                 return 0;
2062
2063         delta = now - p->se.exec_start;
2064
2065         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
2066 }
2067
2068
2069 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2070 {
2071         int old_cpu = task_cpu(p);
2072         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
2073                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
2074
2075         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2076
2077         if (old_cpu != new_cpu) {
2078                 p->se.nr_migrations++;
2079                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS,
2080                                      1, 1, NULL, 0);
2081         }
2082         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
2083                                          new_cfsrq->min_vruntime;
2084
2085         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2086 }
2087
2088 struct migration_req {
2089         struct list_head list;
2090
2091         struct task_struct *task;
2092         int dest_cpu;
2093
2094         struct completion done;
2095 };
2096
2097 /*
2098  * The task's runqueue lock must be held.
2099  * Returns true if you have to wait for migration thread.
2100  */
2101 static int
2102 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
2103 {
2104         struct rq *rq = task_rq(p);
2105
2106         /*
2107          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
2108          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
2109          */
2110         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
2111                 update_rq_clock(rq);
2112                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
2113                 return 0;
2114         }
2115
2116         init_completion(&req->done);
2117         req->task = p;
2118         req->dest_cpu = dest_cpu;
2119         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2120
2121         return 1;
2122 }
2123
2124 /*
2125  * wait_task_context_switch -   wait for a thread to complete at least one
2126  *                              context switch.
2127  *
2128  * @p must not be current.
2129  */
2130 void wait_task_context_switch(struct task_struct *p)
2131 {
2132         unsigned long nvcsw, nivcsw, flags;
2133         int running;
2134         struct rq *rq;
2135
2136         nvcsw   = p->nvcsw;
2137         nivcsw  = p->nivcsw;
2138         for (;;) {
2139                 /*
2140                  * The runqueue is assigned before the actual context
2141                  * switch. We need to take the runqueue lock.
2142                  *
2143                  * We could check initially without the lock but it is
2144                  * very likely that we need to take the lock in every
2145                  * iteration.
2146                  */
2147                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2148                 running = task_running(rq, p);
2149                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2150
2151                 if (likely(!running))
2152                         break;
2153                 /*
2154                  * The switch count is incremented before the actual
2155                  * context switch. We thus wait for two switches to be
2156                  * sure at least one completed.
2157                  */
2158                 if ((p->nvcsw - nvcsw) > 1)
2159                         break;
2160                 if ((p->nivcsw - nivcsw) > 1)
2161                         break;
2162
2163                 cpu_relax();
2164         }
2165 }
2166
2167 /*
2168  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2169  *
2170  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2171  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2172  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2173  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2174  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2175  * @p has remained unscheduled the whole time.
2176  *
2177  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2178  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2179  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2180  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2181  * waiting to become inactive.
2182  */
2183 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2184 {
2185         unsigned long flags;
2186         int running, on_rq;
2187         unsigned long ncsw;
2188         struct rq *rq;
2189
2190         for (;;) {
2191                 /*
2192                  * We do the initial early heuristics without holding
2193                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2194                  * the runqueue lock when things look like they will
2195                  * work out!
2196                  */
2197                 rq = task_rq(p);
2198
2199                 /*
2200                  * If the task is actively running on another CPU
2201                  * still, just relax and busy-wait without holding
2202                  * any locks.
2203                  *
2204                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2205                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2206                  * But we don't care, since "task_running()" will
2207                  * return false if the runqueue has changed and p
2208                  * is actually now running somewhere else!
2209                  */
2210                 while (task_running(rq, p)) {
2211                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2212                                 return 0;
2213                         cpu_relax();
2214                 }
2215
2216                 /*
2217                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2218                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2219                  * just go back and repeat.
2220                  */
2221                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2222                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2223                 running = task_running(rq, p);
2224                 on_rq = p->se.on_rq;
2225                 ncsw = 0;
2226                 if (!match_state || p->state == match_state)
2227                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2228                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2229
2230                 /*
2231                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2232                  */
2233                 if (unlikely(!ncsw))
2234                         break;
2235
2236                 /*
2237                  * Was it really running after all now that we
2238                  * checked with the proper locks actually held?
2239                  *
2240                  * Oops. Go back and try again..
2241                  */
2242                 if (unlikely(running)) {
2243                         cpu_relax();
2244                         continue;
2245                 }
2246
2247                 /*
2248                  * It's not enough that it's not actively running,
2249                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2250                  * preempted!
2251                  *
2252                  * So if it was still runnable (but just not actively
2253                  * running right now), it's preempted, and we should
2254                  * yield - it could be a while.
2255                  */
2256                 if (unlikely(on_rq)) {
2257                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2258                         continue;
2259                 }
2260
2261                 /*
2262                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2263                  * runnable, which means that it will never become
2264                  * running in the future either. We're all done!
2265                  */
2266                 break;
2267         }
2268
2269         return ncsw;
2270 }
2271
2272 /***
2273  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2274  * @p: the to-be-kicked thread
2275  *
2276  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2277  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2278  *
2279  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2280  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2281  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2282  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2283  * achieved as well.
2284  */
2285 void kick_process(struct task_struct *p)
2286 {
2287         int cpu;
2288
2289         preempt_disable();
2290         cpu = task_cpu(p);
2291         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2292                 smp_send_reschedule(cpu);
2293         preempt_enable();
2294 }
2295 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2296 #endif /* CONFIG_SMP */
2297
2298 /**
2299  * task_oncpu_function_call - call a function on the cpu on which a task runs
2300  * @p:          the task to evaluate
2301  * @func:       the function to be called
2302  * @info:       the function call argument
2303  *
2304  * Calls the function @func when the task is currently running. This might
2305  * be on the current CPU, which just calls the function directly
2306  */
2307 void task_oncpu_function_call(struct task_struct *p,
2308                               void (*func) (void *info), void *info)
2309 {
2310         int cpu;
2311
2312         preempt_disable();
2313         cpu = task_cpu(p);
2314         if (task_curr(p))
2315                 smp_call_function_single(cpu, func, info, 1);
2316         preempt_enable();
2317 }
2318
2319 #ifdef CONFIG_SMP
2320 static inline
2321 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
2322 {
2323         return p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
2324 }
2325 #endif
2326
2327 /***
2328  * try_to_wake_up - wake up a thread
2329  * @p: the to-be-woken-up thread
2330  * @state: the mask of task states that can be woken
2331  * @sync: do a synchronous wakeup?
2332  *
2333  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2334  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2335  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2336  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2337  * runnable without the overhead of this.
2338  *
2339  * returns failure only if the task is already active.
2340  */
2341 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state,
2342                           int wake_flags)
2343 {
2344         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2345         unsigned long flags;
2346         struct rq *rq, *orig_rq;
2347
2348         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2349                 wake_flags &= ~WF_SYNC;
2350
2351         this_cpu = get_cpu();
2352
2353         smp_wmb();
2354         rq = orig_rq = task_rq_lock(p, &flags);
2355         update_rq_clock(rq);
2356         if (!(p->state & state))
2357                 goto out;
2358
2359         if (p->se.on_rq)
2360                 goto out_running;
2361
2362         cpu = task_cpu(p);
2363         orig_cpu = cpu;
2364
2365 #ifdef CONFIG_SMP
2366         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2367                 goto out_activate;
2368
2369         /*
2370          * In order to handle concurrent wakeups and release the rq->lock
2371          * we put the task in TASK_WAKING state.
2372          *
2373          * First fix up the nr_uninterruptible count:
2374          */
2375         if (task_contributes_to_load(p))
2376                 rq->nr_uninterruptible--;
2377         p->state = TASK_WAKING;
2378         __task_rq_unlock(rq);
2379
2380         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2381         if (cpu != orig_cpu)
2382                 set_task_cpu(p, cpu);
2383
2384         rq = __task_rq_lock(p);
2385         update_rq_clock(rq);
2386
2387         WARN_ON(p->state != TASK_WAKING);
2388         cpu = task_cpu(p);
2389
2390 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2391         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2392         if (cpu == this_cpu)
2393                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2394         else {
2395                 struct sched_domain *sd;
2396                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2397                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2398                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2399                                 break;
2400                         }
2401                 }
2402         }
2403 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2404
2405 out_activate:
2406 #endif /* CONFIG_SMP */
2407         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2408         if (wake_flags & WF_SYNC)
2409                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2410         if (orig_cpu != cpu)
2411                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2412         if (cpu == this_cpu)
2413                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2414         else
2415                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2416         activate_task(rq, p, 1);
2417         success = 1;
2418
2419         /*
2420          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2421          */
2422         if (!in_interrupt()) {
2423                 struct sched_entity *se = &current->se;
2424                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2425
2426                 if (se->last_wakeup)
2427                         sample -= se->last_wakeup;
2428                 else
2429                         sample -= se->start_runtime;
2430                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2431
2432                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2433         }
2434
2435 out_running:
2436         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2437         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2438
2439         p->state = TASK_RUNNING;
2440 #ifdef CONFIG_SMP
2441         if (p->sched_class->task_wake_up)
2442                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2443
2444         if (unlikely(rq->idle_stamp)) {
2445                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
2446                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
2447
2448                 if (delta > max)
2449                         rq->avg_idle = max;
2450                 else
2451                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2452                 rq->idle_stamp = 0;
2453         }
2454 #endif
2455 out:
2456         task_rq_unlock(rq, &flags);
2457         put_cpu();
2458
2459         return success;
2460 }
2461
2462 /**
2463  * wake_up_process - Wake up a specific process
2464  * @p: The process to be woken up.
2465  *
2466  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2467  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2468  * running.
2469  *
2470  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2471  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2472  */
2473 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2474 {
2475         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2476 }
2477 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2478
2479 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2480 {
2481         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2482 }
2483
2484 /*
2485  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2486  * p is forked by current.
2487  *
2488  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2489  */
2490 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2491 {
2492         p->se.exec_start                = 0;
2493         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2494         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2495         p->se.nr_migrations             = 0;
2496         p->se.last_wakeup               = 0;
2497         p->se.avg_overlap               = 0;
2498         p->se.start_runtime             = 0;
2499         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2500
2501 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2502         p->se.wait_start                        = 0;
2503         p->se.wait_max                          = 0;
2504         p->se.wait_count                        = 0;
2505         p->se.wait_sum                          = 0;
2506
2507         p->se.sleep_start                       = 0;
2508         p->se.sleep_max                         = 0;
2509         p->se.sum_sleep_runtime                 = 0;
2510
2511         p->se.block_start                       = 0;
2512         p->se.block_max                         = 0;
2513         p->se.exec_max                          = 0;
2514         p->se.slice_max                         = 0;
2515
2516         p->se.nr_migrations_cold                = 0;
2517         p->se.nr_failed_migrations_affine       = 0;
2518         p->se.nr_failed_migrations_running      = 0;
2519         p->se.nr_failed_migrations_hot          = 0;
2520         p->se.nr_forced_migrations              = 0;
2521
2522         p->se.nr_wakeups                        = 0;
2523         p->se.nr_wakeups_sync                   = 0;
2524         p->se.nr_wakeups_migrate                = 0;
2525         p->se.nr_wakeups_local                  = 0;
2526         p->se.nr_wakeups_remote                 = 0;
2527         p->se.nr_wakeups_affine                 = 0;
2528         p->se.nr_wakeups_affine_attempts        = 0;
2529         p->se.nr_wakeups_passive                = 0;
2530         p->se.nr_wakeups_idle                   = 0;
2531
2532 #endif
2533
2534         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2535         p->se.on_rq = 0;
2536         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2537
2538 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2539         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2540 #endif
2541
2542         /*
2543          * We mark the process as running here, but have not actually
2544          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2545          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2546          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2547          */
2548         p->state = TASK_RUNNING;
2549 }
2550
2551 /*
2552  * fork()/clone()-time setup:
2553  */
2554 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2555 {
2556         int cpu = get_cpu();
2557
2558         __sched_fork(p);
2559
2560         /*
2561          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2562          */
2563         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2564                 if (p->policy == SCHED_FIFO || p->policy == SCHED_RR) {
2565                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2566                         p->normal_prio = p->static_prio;
2567                 }
2568
2569                 if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0) {
2570                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2571                         p->normal_prio = p->static_prio;
2572                         set_load_weight(p);
2573                 }
2574
2575                 /*
2576                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2577                  * fulfilled its duty:
2578                  */
2579                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2580         }
2581
2582         /*
2583          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2584          */
2585         p->prio = current->normal_prio;
2586
2587         if (!rt_prio(p->prio))
2588                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2589
2590         if (p->sched_class->task_fork)
2591                 p->sched_class->task_fork(p);
2592
2593 #ifdef CONFIG_SMP
2594         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0);
2595 #endif
2596         set_task_cpu(p, cpu);
2597
2598 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2599         if (likely(sched_info_on()))
2600                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2601 #endif
2602 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2603         p->oncpu = 0;
2604 #endif
2605 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2606         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2607         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2608 #endif
2609         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2610
2611         put_cpu();
2612 }
2613
2614 /*
2615  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2616  *
2617  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2618  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2619  * on the runqueue and wakes it.
2620  */
2621 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2622 {
2623         unsigned long flags;
2624         struct rq *rq;
2625
2626         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2627         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2628         update_rq_clock(rq);
2629         activate_task(rq, p, 0);
2630         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2631         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2632 #ifdef CONFIG_SMP
2633         if (p->sched_class->task_wake_up)
2634                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2635 #endif
2636         task_rq_unlock(rq, &flags);
2637 }
2638
2639 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2640
2641 /**
2642  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2643  * @notifier: notifier struct to register
2644  */
2645 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2646 {
2647         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2648 }
2649 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2650
2651 /**
2652  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2653  * @notifier: notifier struct to unregister
2654  *
2655  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2656  */
2657 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2658 {
2659         hlist_del(&notifier->link);
2660 }
2661 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2662
2663 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2664 {
2665         struct preempt_notifier *notifier;
2666         struct hlist_node *node;
2667
2668         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2669                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2670 }
2671
2672 static void
2673 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2674                                  struct task_struct *next)
2675 {
2676         struct preempt_notifier *notifier;
2677         struct hlist_node *node;
2678
2679         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2680                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2681 }
2682
2683 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2684
2685 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2686 {
2687 }
2688
2689 static void
2690 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2691                                  struct task_struct *next)
2692 {
2693 }
2694
2695 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2696
2697 /**
2698  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2699  * @rq: the runqueue preparing to switch
2700  * @prev: the current task that is being switched out
2701  * @next: the task we are going to switch to.
2702  *
2703  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2704  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2705  * switch.
2706  *
2707  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2708  * hooks.
2709  */
2710 static inline void
2711 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2712                     struct task_struct *next)
2713 {
2714         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2715         prepare_lock_switch(rq, next);
2716         prepare_arch_switch(next);
2717 }
2718
2719 /**
2720  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2721  * @rq: runqueue associated with task-switch
2722  * @prev: the thread we just switched away from.
2723  *
2724  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2725  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2726  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2727  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2728  *
2729  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2730  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2731  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2732  * details.)
2733  */
2734 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2735         __releases(rq->lock)
2736 {
2737         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2738         long prev_state;
2739
2740         rq->prev_mm = NULL;
2741
2742         /*
2743          * A task struct has one reference for the use as "current".
2744          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2745          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2746          * the scheduled task must drop that reference.
2747          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2748          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2749          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2750          * be dropped twice.
2751          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2752          */
2753         prev_state = prev->state;
2754         finish_arch_switch(prev);
2755         perf_event_task_sched_in(current, cpu_of(rq));
2756         finish_lock_switch(rq, prev);
2757
2758         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2759         if (mm)
2760                 mmdrop(mm);
2761         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2762                 /*
2763                  * Remove function-return probe instances associated with this
2764                  * task and put them back on the free list.
2765                  */
2766                 kprobe_flush_task(prev);
2767                 put_task_struct(prev);
2768         }
2769 }
2770
2771 #ifdef CONFIG_SMP
2772
2773 /* assumes rq->lock is held */
2774 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2775 {
2776         if (prev->sched_class->pre_schedule)
2777                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
2778 }
2779
2780 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2781 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2782 {
2783         if (rq->post_schedule) {
2784                 unsigned long flags;
2785
2786                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2787                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
2788                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
2789                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2790
2791                 rq->post_schedule = 0;
2792         }
2793 }
2794
2795 #else
2796
2797 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2798 {
2799 }
2800
2801 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2802 {
2803 }
2804
2805 #endif
2806
2807 /**
2808  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2809  * @prev: the thread we just switched away from.
2810  */
2811 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2812         __releases(rq->lock)
2813 {
2814         struct rq *rq = this_rq();
2815
2816         finish_task_switch(rq, prev);
2817
2818         /*
2819          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
2820          * task_switch?
2821          */
2822         post_schedule(rq);
2823
2824 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2825         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2826         preempt_enable();
2827 #endif
2828         if (current->set_child_tid)
2829                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2830 }
2831
2832 /*
2833  * context_switch - switch to the new MM and the new
2834  * thread's register state.
2835  */
2836 static inline void
2837 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2838                struct task_struct *next)
2839 {
2840         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2841
2842         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2843         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2844         mm = next->mm;
2845         oldmm = prev->active_mm;
2846         /*
2847          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2848          * combine the page table reload and the switch backend into
2849          * one hypercall.
2850          */
2851         arch_start_context_switch(prev);
2852
2853         if (likely(!mm)) {
2854                 next->active_mm = oldmm;
2855                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2856                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2857         } else
2858                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2859
2860         if (likely(!prev->mm)) {
2861                 prev->active_mm = NULL;
2862                 rq->prev_mm = oldmm;
2863         }
2864         /*
2865          * Since the runqueue lock will be released by the next
2866          * task (which is an invalid locking op but in the case
2867          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2868          * do an early lockdep release here:
2869          */
2870 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2871         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2872 #endif
2873
2874         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2875         switch_to(prev, next, prev);
2876
2877         barrier();
2878         /*
2879          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2880          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2881          * frame will be invalid.
2882          */
2883         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2884 }
2885
2886 /*
2887  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2888  *
2889  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2890  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2891  * number of context switches performed since bootup.
2892  */
2893 unsigned long nr_running(void)
2894 {
2895         unsigned long i, sum = 0;
2896
2897         for_each_online_cpu(i)
2898                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2899
2900         return sum;
2901 }
2902
2903 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2904 {
2905         unsigned long i, sum = 0;
2906
2907         for_each_possible_cpu(i)
2908                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2909
2910         /*
2911          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2912          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2913          */
2914         if (unlikely((long)sum < 0))
2915                 sum = 0;
2916
2917         return sum;
2918 }
2919
2920 unsigned long long nr_context_switches(void)
2921 {
2922         int i;
2923         unsigned long long sum = 0;
2924
2925         for_each_possible_cpu(i)
2926                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2927
2928         return sum;
2929 }
2930
2931 unsigned long nr_iowait(void)
2932 {
2933         unsigned long i, sum = 0;
2934
2935         for_each_possible_cpu(i)
2936                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2937
2938         return sum;
2939 }
2940
2941 unsigned long nr_iowait_cpu(void)
2942 {
2943         struct rq *this = this_rq();
2944         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2945 }
2946
2947 unsigned long this_cpu_load(void)
2948 {
2949         struct rq *this = this_rq();
2950         return this->cpu_load[0];
2951 }
2952
2953
2954 /* Variables and functions for calc_load */
2955 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2956 static unsigned long calc_load_update;
2957 unsigned long avenrun[3];
2958 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
2959
2960 /**
2961  * get_avenrun - get the load average array
2962  * @loads:      pointer to dest load array
2963  * @offset:     offset to add
2964  * @shift:      shift count to shift the result left
2965  *
2966  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2967  */
2968 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2969 {
2970         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2971         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2972         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2973 }
2974
2975 static unsigned long
2976 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2977 {
2978         load *= exp;
2979         load += active * (FIXED_1 - exp);
2980         return load >> FSHIFT;
2981 }
2982
2983 /*
2984  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2985  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2986  */
2987 void calc_global_load(void)
2988 {
2989         unsigned long upd = calc_load_update + 10;
2990         long active;
2991
2992         if (time_before(jiffies, upd))
2993                 return;
2994
2995         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2996         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2997
2998         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2999         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
3000         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
3001
3002         calc_load_update += LOAD_FREQ;
3003 }
3004
3005 /*
3006  * Either called from update_cpu_load() or from a cpu going idle
3007  */
3008 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
3009 {
3010         long nr_active, delta;
3011
3012         nr_active = this_rq->nr_running;
3013         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
3014
3015         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
3016                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
3017                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
3018                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3019         }
3020 }
3021
3022 /*
3023  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
3024  * scheduler tick (TICK_NSEC).
3025  */
3026 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
3027 {
3028         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
3029         int i, scale;
3030
3031         this_rq->nr_load_updates++;
3032
3033         /* Update our load: */
3034         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
3035                 unsigned long old_load, new_load;
3036
3037                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3038
3039                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3040                 new_load = this_load;
3041                 /*
3042                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3043                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3044                  * example.
3045                  */
3046                 if (new_load > old_load)
3047                         new_load += scale-1;
3048                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
3049         }
3050
3051         if (time_after_eq(jiffies, this_rq->calc_load_update)) {
3052                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3053                 calc_load_account_active(this_rq);
3054         }
3055 }
3056
3057 #ifdef CONFIG_SMP
3058
3059 /*
3060  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
3061  *
3062  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
3063  * you need to do so manually before calling.
3064  */
3065 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3066         __acquires(rq1->lock)
3067         __acquires(rq2->lock)
3068 {
3069         BUG_ON(!irqs_disabled());
3070         if (rq1 == rq2) {
3071                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
3072                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
3073         } else {
3074                 if (rq1 < rq2) {
3075                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
3076                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3077                 } else {
3078                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
3079                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3080                 }
3081         }
3082         update_rq_clock(rq1);
3083         update_rq_clock(rq2);
3084 }
3085
3086 /*
3087  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
3088  *
3089  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
3090  * you need to do so manually after calling.
3091  */
3092 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3093         __releases(rq1->lock)
3094         __releases(rq2->lock)
3095 {
3096         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
3097         if (rq1 != rq2)
3098                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
3099         else
3100                 __release(rq2->lock);
3101 }
3102
3103 /*
3104  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
3105  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
3106  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
3107  * the cpu_allowed mask is restored.
3108  */
3109 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
3110 {
3111         struct migration_req req;
3112         unsigned long flags;
3113         struct rq *rq;
3114
3115         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3116         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
3117             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
3118                 goto out;
3119
3120         /* force the process onto the specified CPU */
3121         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
3122                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
3123                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
3124
3125                 get_task_struct(mt);
3126                 task_rq_unlock(rq, &flags);
3127                 wake_up_process(mt);
3128                 put_task_struct(mt);
3129                 wait_for_completion(&req.done);
3130
3131                 return;
3132         }
3133 out:
3134         task_rq_unlock(rq, &flags);
3135 }
3136
3137 /*
3138  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3139  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3140  */
3141 void sched_exec(void)
3142 {
3143         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
3144         new_cpu = select_task_rq(current, SD_BALANCE_EXEC, 0);
3145         put_cpu();
3146         if (new_cpu != this_cpu)
3147                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
3148 }
3149
3150 /*
3151  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
3152  * Both runqueues must be locked.
3153  */
3154 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
3155                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
3156 {
3157         deactivate_task(src_rq, p, 0);
3158         set_task_cpu(p, this_cpu);
3159         activate_task(this_rq, p, 0);
3160         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3161 }
3162
3163 /*
3164  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3165  */
3166 static
3167 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3168                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3169                      int *all_pinned)
3170 {
3171         int tsk_cache_hot = 0;
3172         /*
3173          * We do not migrate tasks that are:
3174          * 1) running (obviously), or
3175          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3176          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3177          */
3178         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3179                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3180                 return 0;
3181         }
3182         *all_pinned = 0;
3183
3184         if (task_running(rq, p)) {
3185                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3186                 return 0;
3187         }
3188
3189         /*
3190          * Aggressive migration if:
3191          * 1) task is cache cold, or
3192          * 2) too many balance attempts have failed.
3193          */
3194
3195         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3196         if (!tsk_cache_hot ||
3197                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3198 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3199                 if (tsk_cache_hot) {
3200                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3201                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3202                 }
3203 #endif
3204                 return 1;
3205         }
3206
3207         if (tsk_cache_hot) {
3208                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3209                 return 0;
3210         }
3211         return 1;
3212 }
3213
3214 static unsigned long
3215 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3216               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3217               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3218               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3219 {
3220         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3221         struct task_struct *p;
3222         long rem_load_move = max_load_move;
3223
3224         if (max_load_move == 0)
3225                 goto out;
3226
3227         pinned = 1;
3228
3229         /*
3230          * Start the load-balancing iterator:
3231          */
3232         p = iterator->start(iterator->arg);
3233 next:
3234         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3235                 goto out;
3236
3237         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3238             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3239                 p = iterator->next(iterator->arg);
3240                 goto next;
3241         }
3242
3243         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3244         pulled++;
3245         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3246
3247 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3248         /*
3249          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3250          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3251          * section.
3252          */
3253         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3254                 goto out;
3255 #endif
3256
3257         /*
3258          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3259          */
3260         if (rem_load_move > 0) {
3261                 if (p->prio < *this_best_prio)
3262                         *this_best_prio = p->prio;
3263                 p = iterator->next(iterator->arg);
3264                 goto next;
3265         }
3266 out:
3267         /*
3268          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3269          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3270          * inside pull_task().
3271          */
3272         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3273
3274         if (all_pinned)
3275                 *all_pinned = pinned;
3276
3277         return max_load_move - rem_load_move;
3278 }
3279
3280 /*
3281  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3282  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3283  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3284  *
3285  * Called with both runqueues locked.
3286  */
3287 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3288                       unsigned long max_load_move,
3289                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3290                       int *all_pinned)
3291 {
3292         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3293         unsigned long total_load_moved = 0;
3294         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3295
3296         do {
3297                 total_load_moved +=
3298                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3299                                 max_load_move - total_load_moved,
3300                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3301                 class = class->next;
3302
3303 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3304                 /*
3305                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3306                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3307                  * the critical section.
3308                  */
3309                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3310                         break;
3311 #endif
3312         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3313
3314         return total_load_moved > 0;
3315 }
3316
3317 static int
3318 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3319                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3320                    struct rq_iterator *iterator)
3321 {
3322         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3323         int pinned = 0;
3324
3325         while (p) {
3326                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3327                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3328                         /*
3329                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3330                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3331                          * stats here rather than inside pull_task().
3332                          */
3333                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3334
3335                         return 1;
3336                 }
3337                 p = iterator->next(iterator->arg);
3338         }
3339
3340         return 0;
3341 }
3342
3343 /*
3344  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3345  * part of active balancing operations within "domain".
3346  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3347  *
3348  * Called with both runqueues locked.
3349  */
3350 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3351                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3352 {
3353         const struct sched_class *class;
3354
3355         for_each_class(class) {
3356                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3357                         return 1;
3358         }
3359
3360         return 0;
3361 }
3362 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3363 /*
3364  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3365  *              during load balancing.
3366  */
3367 struct sd_lb_stats {
3368         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3369         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3370         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3371         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3372         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3373
3374         /** Statistics of this group */
3375         unsigned long this_load;
3376         unsigned long this_load_per_task;
3377         unsigned long this_nr_running;
3378
3379         /* Statistics of the busiest group */
3380         unsigned long max_load;
3381         unsigned long busiest_load_per_task;
3382         unsigned long busiest_nr_running;
3383
3384         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3385 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3386         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3387         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3388         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3389         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3390         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3391         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3392 #endif
3393 };
3394
3395 /*
3396  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3397  */
3398 struct sg_lb_stats {
3399         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3400         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3401         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3402         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3403         unsigned long group_capacity;
3404         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3405 };
3406
3407 /**
3408  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3409  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3410  */
3411 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3412 {
3413         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3414 }
3415
3416 /**
3417  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3418  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3419  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3420  */
3421 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3422                                         enum cpu_idle_type idle)
3423 {
3424         int load_idx;
3425
3426         switch (idle) {
3427         case CPU_NOT_IDLE:
3428                 load_idx = sd->busy_idx;
3429                 break;
3430
3431         case CPU_NEWLY_IDLE:
3432                 load_idx = sd->newidle_idx;
3433                 break;
3434         default:
3435                 load_idx = sd->idle_idx;
3436                 break;
3437         }
3438
3439         return load_idx;
3440 }
3441
3442
3443 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3444 /**
3445  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3446  * the given sched_domain, during load balancing.
3447  *
3448  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3449  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3450  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3451  */
3452 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3453         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3454 {
3455         /*
3456          * Busy processors will not participate in power savings
3457          * balance.
3458          */
3459         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3460                 sds->power_savings_balance = 0;
3461         else {
3462                 sds->power_savings_balance = 1;
3463                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3464                 sds->leader_nr_running = 0;
3465         }
3466 }
3467
3468 /**
3469  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3470  * sched_domain while performing load balancing.
3471  *
3472  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3473  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3474  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3475  *              load balancing ?
3476  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3477  */
3478 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3479         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3480 {
3481
3482         if (!sds->power_savings_balance)
3483                 return;
3484
3485         /*
3486          * If the local group is idle or completely loaded
3487          * no need to do power savings balance at this domain
3488          */
3489         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3490                                 !sds->this_nr_running))
3491                 sds->power_savings_balance = 0;
3492
3493         /*
3494          * If a group is already running at full capacity or idle,
3495          * don't include that group in power savings calculations
3496          */
3497         if (!sds->power_savings_balance ||
3498                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3499                 !sgs->sum_nr_running)
3500                 return;
3501
3502         /*
3503          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3504          * This is the group from where we need to pick up the load
3505          * for saving power
3506          */
3507         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3508             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3509              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3510                 sds->group_min = group;
3511                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3512                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3513                                                 sgs->sum_nr_running;
3514         }
3515
3516         /*
3517          * Calculate the group which is almost near its
3518          * capacity but still has some space to pick up some load
3519          * from other group and save more power
3520          */
3521         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
3522                 return;
3523
3524         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3525             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3526              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3527                 sds->group_leader = group;
3528                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3529         }
3530 }
3531
3532 /**
3533  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3534  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3535  *      under consideration.
3536  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3537  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3538  *
3539  * Description:
3540  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3541  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3542  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3543  *
3544  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3545  * Else returns 0.
3546  */
3547 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3548                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3549 {
3550         if (!sds->power_savings_balance)
3551                 return 0;
3552
3553         if (sds->this != sds->group_leader ||
3554                         sds->group_leader == sds->group_min)
3555                 return 0;
3556
3557         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3558         sds->busiest = sds->group_min;
3559
3560         return 1;
3561
3562 }
3563 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3564 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3565         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3566 {
3567         return;
3568 }
3569
3570 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3571         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3572 {
3573         return;
3574 }
3575
3576 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3577                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3578 {
3579         return 0;
3580 }
3581 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3582
3583
3584 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3585 {
3586         return SCHED_LOAD_SCALE;
3587 }
3588
3589 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3590 {
3591         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3592 }
3593
3594 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3595 {
3596         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3597         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3598
3599         smt_gain /= weight;
3600
3601         return smt_gain;
3602 }
3603
3604 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3605 {
3606         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3607 }
3608
3609 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3610 {
3611         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3612         u64 total, available;
3613
3614         sched_avg_update(rq);
3615
3616         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
3617         available = total - rq->rt_avg;
3618
3619         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
3620                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
3621
3622         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3623
3624         return div_u64(available, total);
3625 }
3626
3627 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3628 {
3629         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3630         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
3631         struct sched_group *sdg = sd->groups;
3632
3633         if (sched_feat(ARCH_POWER))
3634                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
3635         else
3636                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
3637
3638         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3639
3640         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
3641                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
3642                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
3643                 else
3644                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
3645
3646                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3647         }
3648
3649         power *= scale_rt_power(cpu);
3650         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3651
3652         if (!power)
3653                 power = 1;
3654
3655         sdg->cpu_power = power;
3656 }
3657
3658 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3659 {
3660         struct sched_domain *child = sd->child;
3661         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
3662         unsigned long power;
3663
3664         if (!child) {
3665                 update_cpu_power(sd, cpu);
3666                 return;
3667         }
3668
3669         power = 0;
3670
3671         group = child->groups;
3672         do {
3673                 power += group->cpu_power;
3674                 group = group->next;
3675         } while (group != child->groups);
3676
3677         sdg->cpu_power = power;
3678 }
3679
3680 /**
3681  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3682  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
3683  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3684  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3685  * @idle: Idle status of this_cpu
3686  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3687  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3688  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3689  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3690  * @balance: Should we balance.
3691  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3692  */
3693 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
3694                         struct sched_group *group, int this_cpu,
3695                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3696                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3697                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3698 {
3699         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3700         int i;
3701         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3702         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3703         unsigned long avg_load_per_task;
3704
3705         if (local_group) {
3706                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3707                 if (balance_cpu == this_cpu)
3708                         update_group_power(sd, this_cpu);
3709         }
3710
3711         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3712         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3713         max_cpu_load = 0;
3714         min_cpu_load = ~0UL;
3715
3716         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3717                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3718
3719                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3720                         *sd_idle = 0;
3721
3722                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3723                 if (local_group) {
3724                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3725                                 first_idle_cpu = 1;
3726                                 balance_cpu = i;
3727                         }
3728
3729                         load = target_load(i, load_idx);
3730                 } else {
3731                         load = source_load(i, load_idx);
3732                         if (load > max_cpu_load)
3733                                 max_cpu_load = load;
3734                         if (min_cpu_load > load)
3735                                 min_cpu_load = load;
3736                 }
3737
3738                 sgs->group_load += load;
3739                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3740                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3741
3742                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3743         }
3744
3745         /*
3746          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3747          * is eligible for doing load balancing at this and above
3748          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3749          * to do the newly idle load balance.
3750          */
3751         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3752             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3753                 *balance = 0;
3754                 return;
3755         }
3756
3757         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3758         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
3759
3760
3761         /*
3762          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3763          * than the average weight of two tasks.
3764          *
3765          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3766          *      might not be a suitable number - should we keep a
3767          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3768          *      the hierarchy?
3769          */
3770         avg_load_per_task = (sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3771                 group->cpu_power;
3772
3773         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3774                 sgs->group_imb = 1;
3775
3776         sgs->group_capacity =
3777                 DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
3778 }
3779
3780 /**
3781  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3782  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3783  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3784  * @idle: Idle status of this_cpu
3785  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3786  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3787  * @balance: Should we balance.
3788  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3789  */
3790 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3791                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3792                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3793                         struct sd_lb_stats *sds)
3794 {
3795         struct sched_domain *child = sd->child;
3796         struct sched_group *group = sd->groups;
3797         struct sg_lb_stats sgs;
3798         int load_idx, prefer_sibling = 0;
3799
3800         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
3801                 prefer_sibling = 1;
3802
3803         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3804         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3805
3806         do {
3807                 int local_group;
3808
3809                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3810                                                sched_group_cpus(group));
3811                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3812                 update_sg_lb_stats(sd, group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3813                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3814
3815                 if (local_group && balance && !(*balance))
3816                         return;
3817
3818                 sds->total_load += sgs.group_load;
3819                 sds->total_pwr += group->cpu_power;
3820
3821                 /*
3822                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
3823                  * first, lower the group capacity to one so that we'll try
3824                  * and move all the excess tasks away.
3825                  */
3826                 if (prefer_sibling)
3827                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
3828
3829                 if (local_group) {
3830                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3831                         sds->this = group;
3832                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3833                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3834                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3835                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3836                                 sgs.group_imb)) {
3837                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3838                         sds->busiest = group;
3839                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3840                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3841                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3842                 }
3843
3844                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3845                 group = group->next;
3846         } while (group != sd->groups);
3847 }
3848
3849 /**
3850  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3851  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3852  *                      load balancing.
3853  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3854  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3855  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3856  */
3857 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3858                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3859 {
3860         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3861         unsigned int imbn = 2;
3862
3863         if (sds->this_nr_running) {
3864                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3865                 if (sds->busiest_load_per_task >
3866                                 sds->this_load_per_task)
3867                         imbn = 1;
3868         } else
3869                 sds->this_load_per_task =
3870                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3871
3872         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3873                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3874                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3875                 return;
3876         }
3877
3878         /*
3879          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3880          * however we may be able to increase total CPU power used by
3881          * moving them.
3882          */
3883
3884         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
3885                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3886         pwr_now += sds->this->cpu_power *
3887                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3888         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3889
3890         /* Amount of load we'd subtract */
3891         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3892                 sds->busiest->cpu_power;
3893         if (sds->max_load > tmp)
3894                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
3895                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3896
3897         /* Amount of load we'd add */
3898         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
3899                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3900                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
3901                         sds->this->cpu_power;
3902         else
3903                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3904                         sds->this->cpu_power;
3905         pwr_move += sds->this->cpu_power *
3906                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3907         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3908
3909         /* Move if we gain throughput */
3910         if (pwr_move > pwr_now)
3911                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3912 }
3913
3914 /**
3915  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3916  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3917  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3918  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3919  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3920  */
3921 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3922                 unsigned long *imbalance)
3923 {
3924         unsigned long max_pull;
3925         /*
3926          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3927          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3928          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3929          */
3930         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3931                 *imbalance = 0;
3932                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3933         }
3934
3935         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3936         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3937                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3938
3939         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3940         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
3941                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
3942                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3943
3944         /*
3945          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3946          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3947          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3948          * moved
3949          */
3950         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3951                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3952
3953 }
3954 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3955
3956 /**
3957  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3958  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3959  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3960  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3961  * such a group exists.
3962  *
3963  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3964  * to restore balance.
3965  *
3966  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3967  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3968  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3969  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3970  * @idle: The idle status of this_cpu.
3971  * @sd_idle: The idleness of sd
3972  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3973  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3974  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3975  *
3976  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3977  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3978  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3979  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3980  */
3981 static struct sched_group *
3982 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3983                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3984                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
3985 {
3986         struct sd_lb_stats sds;
3987
3988         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
3989
3990         /*
3991          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
3992          * this level.
3993          */
3994         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
3995                                         balance, &sds);
3996
3997         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
3998         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
3999          *    at this level.
4000          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
4001          * 3) This group is the busiest group.
4002          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
4003          *    sched_domain.
4004          * 5) The imbalance is within the specified limit.
4005          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
4006          */
4007         if (balance && !(*balance))
4008                 goto ret;
4009
4010         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4011                 goto out_balanced;
4012
4013         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4014                 goto out_balanced;
4015
4016         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4017
4018         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4019                 goto out_balanced;
4020
4021         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4022                 goto out_balanced;
4023
4024         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
4025         if (sds.group_imb)
4026                 sds.busiest_load_per_task =
4027                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
4028
4029         /*
4030          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4031          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4032          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
4033          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
4034          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
4035          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
4036          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
4037          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
4038          * appear as very large values with unsigned longs.
4039          */
4040         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
4041                 goto out_balanced;
4042
4043         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4044         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
4045         return sds.busiest;
4046
4047 out_balanced:
4048         /*
4049          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
4050          * to save power.
4051          */
4052         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
4053                 return sds.busiest;
4054 ret:
4055         *imbalance = 0;
4056         return NULL;
4057 }
4058
4059 /*
4060  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4061  */
4062 static struct rq *
4063 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
4064                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
4065 {
4066         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4067         unsigned long max_load = 0;
4068         int i;
4069
4070         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4071                 unsigned long power = power_of(i);
4072                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
4073                 unsigned long wl;
4074
4075                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
4076                         continue;
4077
4078                 rq = cpu_rq(i);
4079                 wl = weighted_cpuload(i) * SCHED_LOAD_SCALE;
4080                 wl /= power;
4081
4082                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
4083                         continue;
4084
4085                 if (wl > max_load) {
4086                         max_load = wl;
4087                         busiest = rq;
4088                 }
4089         }
4090
4091         return busiest;
4092 }
4093
4094 /*
4095  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4096  * so long as it is large enough.
4097  */
4098 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4099
4100 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4101 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4102
4103 /*
4104  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4105  * tasks if there is an imbalance.
4106  */
4107 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4108                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4109                         int *balance)
4110 {
4111         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
4112         struct sched_group *group;
4113         unsigned long imbalance;
4114         struct rq *busiest;
4115         unsigned long flags;
4116         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4117
4118         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4119
4120         /*
4121          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4122          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4123          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
4124          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4125          */
4126         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4127             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4128                 sd_idle = 1;
4129
4130         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4131
4132 redo:
4133         update_shares(sd);
4134         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
4135                                    cpus, balance);
4136
4137         if (*balance == 0)
4138                 goto out_balanced;
4139
4140         if (!group) {
4141                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4142                 goto out_balanced;
4143         }
4144
4145         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
4146         if (!busiest) {
4147                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4148                 goto out_balanced;
4149         }
4150
4151         BUG_ON(busiest == this_rq);
4152
4153         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
4154
4155         ld_moved = 0;
4156         if (busiest->nr_running > 1) {
4157                 /*
4158                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4159                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4160                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4161                  * correctly treated as an imbalance.
4162                  */
4163                 local_irq_save(flags);
4164                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4165                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4166                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
4167                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4168                 local_irq_restore(flags);
4169
4170                 /*
4171                  * some other cpu did the load balance for us.
4172                  */
4173                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
4174                         resched_cpu(this_cpu);
4175
4176                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4177                 if (unlikely(all_pinned)) {
4178                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4179                         if (!cpumask_empty(cpus))
4180                                 goto redo;
4181                         goto out_balanced;
4182                 }
4183         }
4184
4185         if (!ld_moved) {
4186                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4187                 sd->nr_balance_failed++;
4188
4189                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
4190
4191                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4192
4193                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
4194                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4195                          */
4196                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4197                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4198                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
4199                                                             flags);
4200                                 all_pinned = 1;
4201                                 goto out_one_pinned;
4202                         }
4203
4204                         if (!busiest->active_balance) {
4205                                 busiest->active_balance = 1;
4206                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4207                                 active_balance = 1;
4208                         }
4209                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4210                         if (active_balance)
4211                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
4212
4213                         /*
4214                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4215                          * counter.
4216                          */
4217                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4218                 }
4219         } else
4220                 sd->nr_balance_failed = 0;
4221
4222         if (likely(!active_balance)) {
4223                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4224                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4225         } else {
4226                 /*
4227                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4228                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4229                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4230                  * move_tasks).
4231                  */
4232                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4233                         sd->balance_interval *= 2;
4234         }
4235
4236         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4237             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4238                 ld_moved = -1;
4239
4240         goto out;
4241
4242 out_balanced:
4243         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4244
4245         sd->nr_balance_failed = 0;
4246
4247 out_one_pinned:
4248         /* tune up the balancing interval */
4249         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4250                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4251                 sd->balance_interval *= 2;
4252
4253         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4254             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4255                 ld_moved = -1;
4256         else
4257                 ld_moved = 0;
4258 out:
4259         if (ld_moved)
4260                 update_shares(sd);
4261         return ld_moved;
4262 }
4263
4264 /*
4265  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4266  * tasks if there is an imbalance.
4267  *
4268  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
4269  * this_rq is locked.
4270  */
4271 static int
4272 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
4273 {
4274         struct sched_group *group;
4275         struct rq *busiest = NULL;
4276         unsigned long imbalance;
4277         int ld_moved = 0;
4278         int sd_idle = 0;
4279         int all_pinned = 0;
4280         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4281
4282         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4283
4284         /*
4285          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4286          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4287          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
4288          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4289          */
4290         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4291             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4292                 sd_idle = 1;
4293
4294         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
4295 redo:
4296         update_shares_locked(this_rq, sd);
4297         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
4298                                    &sd_idle, cpus, NULL);
4299         if (!group) {
4300                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
4301                 goto out_balanced;
4302         }
4303
4304         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
4305         if (!busiest) {
4306                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
4307                 goto out_balanced;
4308         }
4309
4310         BUG_ON(busiest == this_rq);
4311
4312         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
4313
4314         ld_moved = 0;
4315         if (busiest->nr_running > 1) {
4316                 /* Attempt to move tasks */
4317                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4318                 /* this_rq->clock is already updated */
4319                 update_rq_clock(busiest);
4320                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4321                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
4322                                         &all_pinned);
4323                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4324
4325                 if (unlikely(all_pinned)) {
4326                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4327                         if (!cpumask_empty(cpus))
4328                                 goto redo;
4329                 }
4330         }
4331
4332         if (!ld_moved) {
4333                 int active_balance = 0;
4334
4335                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
4336                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4337                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4338                         return -1;
4339
4340                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4341                         return -1;
4342
4343                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
4344                         return -1;
4345
4346                 /*
4347                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4348                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4349                  * package. The same method used to move task in load_balance()
4350                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
4351                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
4352                  *
4353                  * The package power saving logic comes from
4354                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
4355                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
4356                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4357                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4358                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4359                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4360                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4361                  *
4362                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4363                  * will be more than one task in the source run queue and
4364                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4365                  * active balance code will not be triggered.
4366                  */
4367
4368                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
4369                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4370
4371                 /*
4372                  * don't kick the migration_thread, if the curr
4373                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4374                  */
4375                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4376                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4377                         all_pinned = 1;
4378                         return ld_moved;
4379                 }
4380
4381                 if (!busiest->active_balance) {
4382                         busiest->active_balance = 1;
4383                         busiest->push_cpu = this_cpu;
4384                         active_balance = 1;
4385                 }
4386
4387                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4388                 /*
4389                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
4390                  */
4391                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4392                 if (active_balance)
4393                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
4394                 raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4395
4396         } else
4397                 sd->nr_balance_failed = 0;
4398
4399         update_shares_locked(this_rq, sd);
4400         return ld_moved;
4401
4402 out_balanced:
4403         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
4404         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4405             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4406                 return -1;
4407         sd->nr_balance_failed = 0;
4408
4409         return 0;
4410 }
4411
4412 /*
4413  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4414  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4415  */
4416 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4417 {
4418         struct sched_domain *sd;
4419         int pulled_task = 0;
4420         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4421
4422         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
4423
4424         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
4425                 return;
4426
4427         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4428                 unsigned long interval;
4429
4430                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4431                         continue;
4432
4433                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
4434                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4435                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
4436                                                            sd);
4437
4438                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4439                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4440                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4441                 if (pulled_task) {
4442                         this_rq->idle_stamp = 0;
4443                         break;
4444                 }
4445         }
4446         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4447                 /*
4448                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4449                  * a busy processor. So reset next_balance.
4450                  */
4451                 this_rq->next_balance = next_balance;
4452         }
4453 }
4454
4455 /*
4456  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
4457  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
4458  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
4459  * logical imbalances.
4460  *
4461  * Called with busiest_rq locked.
4462  */
4463 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
4464 {
4465         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4466         struct sched_domain *sd;
4467         struct rq *target_rq;
4468
4469         /* Is there any task to move? */
4470         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4471                 return;
4472
4473         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4474
4475         /*
4476          * This condition is "impossible", if it occurs
4477          * we need to fix it. Originally reported by
4478          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4479          */
4480         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4481
4482         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4483         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4484         update_rq_clock(busiest_rq);
4485         update_rq_clock(target_rq);
4486
4487         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4488         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4489                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4490                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4491                                 break;
4492         }
4493
4494         if (likely(sd)) {
4495                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4496
4497                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4498                                   sd, CPU_IDLE))
4499                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4500                 else
4501                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4502         }
4503         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4504 }
4505
4506 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4507 static struct {
4508         atomic_t load_balancer;
4509         cpumask_var_t cpu_mask;
4510         cpumask_var_t ilb_grp_nohz_mask;
4511 } nohz ____cacheline_aligned = {
4512         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
4513 };
4514
4515 int get_nohz_load_balancer(void)
4516 {
4517         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
4518 }
4519
4520 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
4521 /**
4522  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
4523  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
4524  *              be returned.
4525  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
4526  *              for the given cpu.
4527  *
4528  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
4529  */
4530 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
4531 {
4532         struct sched_domain *sd;
4533
4534         for_each_domain(cpu, sd)
4535                 if (sd && (sd->flags & flag))
4536                         break;
4537
4538         return sd;
4539 }
4540
4541 /**
4542  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
4543  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
4544  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
4545  *              for cpu.
4546  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
4547  *
4548  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
4549  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
4550  */
4551 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
4552         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
4553                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
4554
4555 /**
4556  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
4557  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
4558  *
4559  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
4560  *
4561  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
4562  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
4563  * sched_group is semi-idle or not.
4564  */
4565 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
4566 {
4567         cpumask_and(nohz.ilb_grp_nohz_mask, nohz.cpu_mask,
4568                                         sched_group_cpus(ilb_group));
4569
4570         /*
4571          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
4572          * and atleast one idle cpu.
4573          */
4574         if (cpumask_empty(nohz.ilb_grp_nohz_mask))
4575                 return 0;
4576
4577         if (cpumask_equal(nohz.ilb_grp_nohz_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
4578                 return 0;
4579
4580         return 1;
4581 }
4582 /**
4583  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
4584  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
4585  *
4586  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
4587  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
4588  *
4589  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
4590  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
4591  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
4592  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
4593  */
4594 static int find_new_ilb(int cpu)
4595 {
4596         struct sched_domain *sd;
4597         struct sched_group *ilb_group;
4598
4599         /*
4600          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
4601          * when power-aware load balancing is enabled
4602          */
4603         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
4604                 goto out_done;
4605
4606         /*
4607          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
4608          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
4609          */
4610         if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) < 2)
4611                 goto out_done;
4612
4613         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
4614                 ilb_group = sd->groups;
4615
4616                 do {
4617                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
4618                                 return cpumask_first(nohz.ilb_grp_nohz_mask);
4619
4620                         ilb_group = ilb_group->next;
4621
4622                 } while (ilb_group != sd->groups);
4623         }
4624
4625 out_done:
4626         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4627 }
4628 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
4629 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4630 {
4631         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4632 }
4633 #endif
4634
4635 /*
4636  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4637  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4638  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
4639  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
4640  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
4641  * arrives...
4642  *
4643  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
4644  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
4645  * nohz.cpu_mask..
4646  *
4647  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
4648  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
4649  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
4650  * there is no need for ilb owner.
4651  *
4652  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
4653  * next busy scheduler_tick()
4654  */
4655 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4656 {
4657         int cpu = smp_processor_id();
4658
4659         if (stop_tick) {
4660                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
4661
4662                 if (!cpu_active(cpu)) {
4663                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4664                                 return 0;
4665
4666                         /*
4667                          * If we are going offline and still the leader,
4668                          * give up!
4669                          */
4670                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4671                                 BUG();
4672
4673                         return 0;
4674                 }
4675
4676                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4677
4678                 /* time for ilb owner also to sleep */
4679                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_active_cpus()) {
4680                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4681                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4682                         return 0;
4683                 }
4684
4685                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4686                         /* make me the ilb owner */
4687                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
4688                                 return 1;
4689                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4690                         int new_ilb;
4691
4692                         if (!(sched_smt_power_savings ||
4693                                                 sched_mc_power_savings))
4694                                 return 1;
4695                         /*
4696                          * Check to see if there is a more power-efficient
4697                          * ilb.
4698                          */
4699                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
4700                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
4701                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4702                                 resched_cpu(new_ilb);
4703                                 return 0;
4704                         }
4705                         return 1;
4706                 }
4707         } else {
4708                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4709                         return 0;
4710
4711                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4712
4713                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4714                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4715                                 BUG();
4716         }
4717         return 0;
4718 }
4719 #endif
4720
4721 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4722
4723 /*
4724  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4725  * and initiates a balancing operation if so.
4726  *
4727  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4728  */
4729 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4730 {
4731         int balance = 1;
4732         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4733         unsigned long interval;
4734         struct sched_domain *sd;
4735         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4736         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4737         int update_next_balance = 0;
4738         int need_serialize;
4739
4740         for_each_domain(cpu, sd) {
4741                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4742                         continue;
4743
4744                 interval = sd->balance_interval;
4745                 if (idle != CPU_IDLE)
4746                         interval *= sd->busy_factor;
4747
4748                 /* scale ms to jiffies */
4749                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4750                 if (unlikely(!interval))
4751                         interval = 1;
4752                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
4753                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
4754
4755                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4756
4757                 if (need_serialize) {
4758                         if (!spin_trylock(&balancing))
4759                                 goto out;
4760                 }
4761
4762                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4763                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4764                                 /*
4765                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4766                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
4767                                  * not idle.
4768                                  */
4769                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4770                         }
4771                         sd->last_balance = jiffies;
4772                 }
4773                 if (need_serialize)
4774                         spin_unlock(&balancing);
4775 out:
4776                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4777                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4778                         update_next_balance = 1;
4779                 }
4780
4781                 /*
4782                  * Stop the load balance at this level. There is another
4783                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4784                  * actively.
4785                  */
4786                 if (!balance)
4787                         break;
4788         }
4789
4790         /*
4791          * next_balance will be updated only when there is a need.
4792          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4793          * updated.
4794          */
4795         if (likely(update_next_balance))
4796                 rq->next_balance = next_balance;
4797 }
4798
4799 /*
4800  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4801  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
4802  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4803  */
4804 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4805 {
4806         int this_cpu = smp_processor_id();
4807         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4808         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
4809                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4810
4811         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4812
4813 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4814         /*
4815          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
4816          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4817          * stopped.
4818          */
4819         if (this_rq->idle_at_tick &&
4820             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
4821                 struct rq *rq;
4822                 int balance_cpu;
4823
4824                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
4825                         if (balance_cpu == this_cpu)
4826                                 continue;
4827
4828                         /*
4829                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4830                          * work being done for other cpus. Next load
4831                          * balancing owner will pick it up.
4832                          */
4833                         if (need_resched())
4834                                 break;
4835
4836                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4837
4838                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
4839                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4840                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4841                 }
4842         }
4843 #endif
4844 }
4845
4846 static inline int on_null_domain(int cpu)
4847 {
4848         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
4849 }
4850
4851 /*
4852  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4853  *
4854  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
4855  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
4856  * if the whole system is idle.
4857  */
4858 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4859 {
4860 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4861         /*
4862          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4863          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4864          * load balancer.
4865          */
4866         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4867                 rq->in_nohz_recently = 0;
4868
4869                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4870                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4871                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4872                 }
4873
4874                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4875                         int ilb = find_new_ilb(cpu);
4876
4877                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4878                                 resched_cpu(ilb);
4879                 }
4880         }
4881
4882         /*
4883          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4884          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4885          */
4886         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4887             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4888                 resched_cpu(cpu);
4889                 return;
4890         }
4891
4892         /*
4893          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4894          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4895          */
4896         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4897             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4898                 return;
4899 #endif
4900         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4901         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4902             likely(!on_null_domain(cpu)))
4903                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4904 }
4905
4906 #else   /* CONFIG_SMP */
4907
4908 /*
4909  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4910  */
4911 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4912 {
4913 }
4914
4915 #endif
4916
4917 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4918
4919 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4920
4921 /*
4922  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4923  * @p in case that task is currently running.
4924  *
4925  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4926  */
4927 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4928 {
4929         u64 ns = 0;
4930
4931         if (task_current(rq, p)) {
4932                 update_rq_clock(rq);
4933                 ns = rq->clock - p->se.exec_start;
4934                 if ((s64)ns < 0)
4935                         ns = 0;
4936         }
4937
4938         return ns;
4939 }
4940
4941 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4942 {
4943         unsigned long flags;
4944         struct rq *rq;
4945         u64 ns = 0;
4946
4947         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4948         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4949         task_rq_unlock(rq, &flags);
4950
4951         return ns;
4952 }
4953
4954 /*
4955  * Return accounted runtime for the task.
4956  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4957  * pending runtime that have not been accounted yet.
4958  */
4959 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4960 {
4961         unsigned long flags;
4962         struct rq *rq;
4963         u64 ns = 0;
4964
4965         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4966         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4967         task_rq_unlock(rq, &flags);
4968
4969         return ns;
4970 }
4971
4972 /*
4973  * Return sum_exec_runtime for the thread group.
4974  * In case the task is currently running, return the sum plus current's
4975  * pending runtime that have not been accounted yet.
4976  *
4977  * Note that the thread group might have other running tasks as well,
4978  * so the return value not includes other pending runtime that other
4979  * running tasks might have.
4980  */
4981 unsigned long long thread_group_sched_runtime(struct task_struct *p)
4982 {
4983         struct task_cputime totals;
4984         unsigned long flags;
4985         struct rq *rq;
4986         u64 ns;
4987
4988         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4989         thread_group_cputime(p, &totals);
4990         ns = totals.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4991         task_rq_unlock(rq, &flags);
4992
4993         return ns;
4994 }
4995
4996 /*
4997  * Account user cpu time to a process.
4998  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4999  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
5000  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5001  */
5002 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5003                        cputime_t cputime_scaled)
5004 {
5005         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5006         cputime64_t tmp;
5007
5008         /* Add user time to process. */
5009         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5010         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5011         account_group_user_time(p, cputime);
5012
5013         /* Add user time to cpustat. */
5014         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5015         if (TASK_NICE(p) > 0)
5016                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
5017         else
5018                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5019
5020         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
5021         /* Account for user time used */
5022         acct_update_integrals(p);
5023 }
5024
5025 /*
5026  * Account guest cpu time to a process.
5027  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5028  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
5029  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5030  */
5031 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5032                                cputime_t cputime_scaled)
5033 {
5034         cputime64_t tmp;
5035         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5036
5037         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5038
5039         /* Add guest time to process. */
5040         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5041         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5042         account_group_user_time(p, cputime);
5043         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
5044
5045         /* Add guest time to cpustat. */
5046         if (TASK_NICE(p) > 0) {
5047                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
5048                 cpustat->guest_nice = cputime64_add(cpustat->guest_nice, tmp);
5049         } else {
5050                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5051                 cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
5052         }
5053 }
5054
5055 /*
5056  * Account system cpu time to a process.
5057  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5058  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
5059  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
5060  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5061  */
5062 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
5063                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
5064 {
5065         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5066         cputime64_t tmp;
5067
5068         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
5069                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
5070                 return;
5071         }
5072
5073         /* Add system time to process. */
5074         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
5075         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
5076         account_group_system_time(p, cputime);
5077
5078         /* Add system time to cpustat. */
5079         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5080         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
5081                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
5082         else if (softirq_count())
5083                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
5084         else
5085                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
5086
5087         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
5088
5089         /* Account for system time used */
5090         acct_update_integrals(p);
5091 }
5092
5093 /*
5094  * Account for involuntary wait time.
5095  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
5096  */
5097 void account_steal_time(cputime_t cputime)
5098 {
5099         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5100         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5101
5102         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
5103 }
5104
5105 /*
5106  * Account for idle time.
5107  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
5108  */
5109 void account_idle_time(cputime_t cputime)
5110 {
5111         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5112         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5113         struct rq *rq = this_rq();
5114
5115         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
5116                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
5117         else
5118                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
5119 }
5120
5121 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5122
5123 /*
5124  * Account a single tick of cpu time.
5125  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5126  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
5127  */
5128 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
5129 {
5130         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
5131         struct rq *rq = this_rq();
5132
5133         if (user_tick)
5134                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
5135         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
5136                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
5137                                     one_jiffy_scaled);
5138         else
5139                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
5140 }
5141
5142 /*
5143  * Account multiple ticks of steal time.
5144  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
5145  * @ticks: number of stolen ticks
5146  */
5147 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
5148 {
5149         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5150 }
5151
5152 /*
5153  * Account multiple ticks of idle time.
5154  * @ticks: number of stolen ticks
5155  */
5156 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
5157 {
5158         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5159 }
5160
5161 #endif
5162
5163 /*
5164  * Use precise platform statistics if available:
5165  */
5166 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5167 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5168 {
5169         *ut = p->utime;
5170         *st = p->stime;
5171 }
5172
5173 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5174 {
5175         struct task_cputime cputime;
5176
5177         thread_group_cputime(p, &cputime);
5178
5179         *ut = cputime.utime;
5180         *st = cputime.stime;
5181 }
5182 #else
5183
5184 #ifndef nsecs_to_cputime
5185 # define nsecs_to_cputime(__nsecs)      nsecs_to_jiffies(__nsecs)
5186 #endif
5187
5188 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5189 {
5190         cputime_t rtime, utime = p->utime, total = cputime_add(utime, p->stime);
5191
5192         /*
5193          * Use CFS's precise accounting:
5194          */
5195         rtime = nsecs_to_cputime(p->se.sum_exec_runtime);
5196
5197         if (total) {
5198                 u64 temp;
5199
5200                 temp = (u64)(rtime * utime);
5201                 do_div(temp, total);
5202                 utime = (cputime_t)temp;
5203         } else
5204                 utime = rtime;
5205
5206         /*
5207          * Compare with previous values, to keep monotonicity:
5208          */
5209         p->prev_utime = max(p->prev_utime, utime);
5210         p->prev_stime = max(p->prev_stime, cputime_sub(rtime, p->prev_utime));
5211
5212         *ut = p->prev_utime;
5213         *st = p->prev_stime;
5214 }
5215
5216 /*
5217  * Must be called with siglock held.
5218  */
5219 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5220 {
5221         struct signal_struct *sig = p->signal;
5222         struct task_cputime cputime;
5223         cputime_t rtime, utime, total;
5224
5225         thread_group_cputime(p, &cputime);
5226
5227         total = cputime_add(cputime.utime, cputime.stime);
5228         rtime = nsecs_to_cputime(cputime.sum_exec_runtime);
5229
5230         if (total) {
5231                 u64 temp;
5232
5233                 temp = (u64)(rtime * cputime.utime);
5234                 do_div(temp, total);
5235                 utime = (cputime_t)temp;
5236         } else
5237                 utime = rtime;
5238
5239         sig->prev_utime = max(sig->prev_utime, utime);
5240         sig->prev_stime = max(sig->prev_stime,
5241                               cputime_sub(rtime, sig->prev_utime));
5242
5243         *ut = sig->prev_utime;
5244         *st = sig->prev_stime;
5245 }
5246 #endif
5247
5248 /*
5249  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5250  * We call it with interrupts disabled.
5251  *
5252  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
5253  * timeslices.
5254  */
5255 void scheduler_tick(void)
5256 {
5257         int cpu = smp_processor_id();
5258         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5259         struct task_struct *curr = rq->curr;
5260
5261         sched_clock_tick();
5262
5263         raw_spin_lock(&rq->lock);
5264         update_rq_clock(rq);
5265         update_cpu_load(rq);
5266         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5267         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5268
5269         perf_event_task_tick(curr, cpu);
5270
5271 #ifdef CONFIG_SMP
5272         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
5273         trigger_load_balance(rq, cpu);
5274 #endif
5275 }
5276
5277 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
5278 {
5279         if (in_lock_functions(addr)) {
5280                 addr = CALLER_ADDR2;
5281                 if (in_lock_functions(addr))
5282                         addr = CALLER_ADDR3;
5283         }
5284         return addr;
5285 }
5286
5287 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5288                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
5289
5290 void __kprobes add_preempt_count(int val)
5291 {
5292 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5293         /*
5294          * Underflow?
5295          */
5296         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5297                 return;
5298 #endif
5299         preempt_count() += val;
5300 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5301         /*
5302          * Spinlock count overflowing soon?
5303          */
5304         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5305                                 PREEMPT_MASK - 10);
5306 #endif
5307         if (preempt_count() == val)
5308                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5309 }
5310 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
5311
5312 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
5313 {
5314 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5315         /*
5316          * Underflow?
5317          */
5318         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5319                 return;
5320         /*
5321          * Is the spinlock portion underflowing?
5322          */
5323         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5324                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5325                 return;
5326 #endif
5327
5328         if (preempt_count() == val)
5329                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5330         preempt_count() -= val;
5331 }
5332 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
5333
5334 #endif
5335
5336 /*
5337  * Print scheduling while atomic bug:
5338  */
5339 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5340 {
5341         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
5342
5343         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5344                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5345
5346         debug_show_held_locks(prev);
5347         print_modules();
5348         if (irqs_disabled())
5349                 print_irqtrace_events(prev);
5350
5351         if (regs)
5352                 show_regs(regs);
5353         else
5354                 dump_stack();
5355 }
5356
5357 /*
5358  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5359  */
5360 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
5361 {
5362         /*
5363          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
5364          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
5365          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
5366          */
5367         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
5368                 __schedule_bug(prev);
5369
5370         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5371
5372         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
5373 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5374         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
5375                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
5376                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
5377         }
5378 #endif
5379 }
5380
5381 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5382 {
5383         if (prev->state == TASK_RUNNING) {
5384                 u64 runtime = prev->se.sum_exec_runtime;
5385
5386                 runtime -= prev->se.prev_sum_exec_runtime;
5387                 runtime = min_t(u64, runtime, 2*sysctl_sched_migration_cost);
5388
5389                 /*
5390                  * In order to avoid avg_overlap growing stale when we are
5391                  * indeed overlapping and hence not getting put to sleep, grow
5392                  * the avg_overlap on preemption.
5393                  *
5394                  * We use the average preemption runtime because that
5395                  * correlates to the amount of cache footprint a task can
5396                  * build up.
5397                  */
5398                 update_avg(&prev->se.avg_overlap, runtime);
5399         }
5400         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
5401 }
5402
5403 /*
5404  * Pick up the highest-prio task:
5405  */
5406 static inline struct task_struct *
5407 pick_next_task(struct rq *rq)
5408 {
5409         const struct sched_class *class;
5410         struct task_struct *p;
5411
5412         /*
5413          * Optimization: we know that if all tasks are in
5414          * the fair class we can call that function directly:
5415          */
5416         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
5417                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
5418                 if (likely(p))
5419                         return p;
5420         }
5421
5422         class = sched_class_highest;
5423         for ( ; ; ) {
5424                 p = class->pick_next_task(rq);
5425                 if (p)
5426                         return p;
5427                 /*
5428                  * Will never be NULL as the idle class always
5429                  * returns a non-NULL p:
5430                  */
5431                 class = class->next;
5432         }
5433 }
5434
5435 /*
5436  * schedule() is the main scheduler function.
5437  */
5438 asmlinkage void __sched schedule(void)
5439 {
5440         struct task_struct *prev, *next;
5441         unsigned long *switch_count;
5442         struct rq *rq;
5443         int cpu;
5444
5445 need_resched:
5446         preempt_disable();
5447         cpu = smp_processor_id();
5448         rq = cpu_rq(cpu);
5449         rcu_sched_qs(cpu);
5450         prev = rq->curr;
5451         switch_count = &prev->nivcsw;
5452
5453         release_kernel_lock(prev);
5454 need_resched_nonpreemptible:
5455
5456         schedule_debug(prev);
5457
5458         if (sched_feat(HRTICK))
5459                 hrtick_clear(rq);
5460
5461         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
5462         update_rq_clock(rq);
5463         clear_tsk_need_resched(prev);
5464
5465         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
5466                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
5467                         prev->state = TASK_RUNNING;
5468                 else
5469                         deactivate_task(rq, prev, 1);
5470                 switch_count = &prev->nvcsw;
5471         }
5472
5473         pre_schedule(rq, prev);
5474
5475         if (unlikely(!rq->nr_running))
5476                 idle_balance(cpu, rq);
5477
5478         put_prev_task(rq, prev);
5479         next = pick_next_task(rq);
5480
5481         if (likely(prev != next)) {
5482                 sched_info_switch(prev, next);
5483                 perf_event_task_sched_out(prev, next, cpu);
5484
5485                 rq->nr_switches++;
5486                 rq->curr = next;
5487                 ++*switch_count;
5488
5489                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
5490                 /*
5491                  * the context switch might have flipped the stack from under
5492                  * us, hence refresh the local variables.
5493                  */
5494                 cpu = smp_processor_id();
5495                 rq = cpu_rq(cpu);
5496         } else
5497                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
5498
5499         post_schedule(rq);
5500
5501         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
5502                 goto need_resched_nonpreemptible;
5503
5504         preempt_enable_no_resched();
5505         if (need_resched())
5506                 goto need_resched;
5507 }
5508 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5509
5510 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
5511 /*
5512  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
5513  * access and not reliable.
5514  */
5515 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct thread_info *owner)
5516 {
5517         unsigned int cpu;
5518         struct rq *rq;
5519
5520         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
5521                 return 0;
5522
5523 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
5524         /*
5525          * Need to access the cpu field knowing that
5526          * DEBUG_PAGEALLOC could have unmapped it if
5527          * the mutex owner just released it and exited.
5528          */
5529         if (probe_kernel_address(&owner->cpu, cpu))
5530                 goto out;
5531 #else
5532         cpu = owner->cpu;
5533 #endif
5534
5535         /*
5536          * Even if the access succeeded (likely case),
5537          * the cpu field may no longer be valid.
5538          */
5539         if (cpu >= nr_cpumask_bits)
5540                 goto out;
5541
5542         /*
5543          * We need to validate that we can do a
5544          * get_cpu() and that we have the percpu area.
5545          */
5546         if (!cpu_online(cpu))
5547                 goto out;
5548
5549         rq = cpu_rq(cpu);
5550
5551         for (;;) {
5552                 /*
5553                  * Owner changed, break to re-assess state.
5554                  */
5555                 if (lock->owner != owner)
5556                         break;
5557
5558                 /*
5559                  * Is that owner really running on that cpu?
5560                  */
5561                 if (task_thread_info(rq->curr) != owner || need_resched())
5562                         return 0;
5563
5564                 cpu_relax();
5565         }
5566 out:
5567         return 1;
5568 }
5569 #endif
5570
5571 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5572 /*
5573  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5574  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
5575  * occur there and call schedule directly.
5576  */
5577 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
5578 {
5579         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5580
5581         /*
5582          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5583          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5584          */
5585         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
5586                 return;
5587
5588         do {
5589                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5590                 schedule();
5591                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5592
5593                 /*
5594                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5595                  * between schedule and now.
5596                  */
5597                 barrier();
5598         } while (need_resched());
5599 }
5600 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5601
5602 /*
5603  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
5604  * off of irq context.
5605  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5606  * protect us against recursive calling from irq.
5607  */
5608 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
5609 {
5610         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5611
5612         /* Catch callers which need to be fixed */
5613         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
5614
5615         do {
5616                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5617                 local_irq_enable();
5618                 schedule();
5619                 local_irq_disable();
5620                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5621
5622                 /*
5623                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5624                  * between schedule and now.
5625                  */
5626                 barrier();
5627         } while (need_resched());
5628 }
5629
5630 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
5631
5632 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
5633                           void *key)
5634 {
5635         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
5636 }
5637 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5638
5639 /*
5640  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
5641  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
5642  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
5643  *
5644  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
5645  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
5646  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
5647  */
5648 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5649                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
5650 {
5651         wait_queue_t *curr, *next;
5652
5653         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
5654                 unsigned flags = curr->flags;
5655
5656                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
5657                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
5658                         break;
5659         }
5660 }
5661
5662 /**
5663  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
5664  * @q: the waitqueue
5665  * @mode: which threads
5666  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5667  * @key: is directly passed to the wakeup function
5668  *
5669  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5670  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5671  */
5672 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5673                         int nr_exclusive, void *key)
5674 {
5675         unsigned long flags;
5676
5677         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5678         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
5679         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5680 }
5681 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
5682
5683 /*
5684  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
5685  */
5686 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
5687 {
5688         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
5689 }
5690
5691 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
5692 {
5693         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
5694 }
5695
5696 /**
5697  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
5698  * @q: the waitqueue
5699  * @mode: which threads
5700  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5701  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
5702  *
5703  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
5704  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
5705  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
5706  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
5707  *
5708  * On UP it can prevent extra preemption.
5709  *
5710  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5711  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5712  */
5713 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5714                         int nr_exclusive, void *key)
5715 {
5716         unsigned long flags;
5717         int wake_flags = WF_SYNC;
5718
5719         if (unlikely(!q))
5720                 return;
5721
5722         if (unlikely(!nr_exclusive))
5723                 wake_flags = 0;
5724
5725         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5726         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
5727         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5728 }
5729 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
5730
5731 /*
5732  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
5733  */
5734 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
5735 {
5736         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
5737 }
5738 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
5739
5740 /**
5741  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
5742  * @x:  holds the state of this particular completion
5743  *
5744  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
5745  * awakened in the same order in which they were queued.
5746  *
5747  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
5748  *
5749  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5750  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5751  */
5752 void complete(struct completion *x)
5753 {
5754         unsigned long flags;
5755
5756         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5757         x->done++;
5758         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
5759         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5760 }
5761 EXPORT_SYMBOL(complete);
5762
5763 /**
5764  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
5765  * @x:  holds the state of this particular completion
5766  *
5767  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
5768  *
5769  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5770  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5771  */
5772 void complete_all(struct completion *x)
5773 {
5774         unsigned long flags;
5775
5776         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5777         x->done += UINT_MAX/2;
5778         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
5779         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5780 }
5781 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
5782
5783 static inline long __sched
5784 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5785 {
5786         if (!x->done) {
5787                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
5788
5789                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
5790                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
5791                 do {
5792                         if (signal_pending_state(state, current)) {
5793                                 timeout = -ERESTARTSYS;
5794                                 break;
5795                         }
5796                         __set_current_state(state);
5797                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5798                         timeout = schedule_timeout(timeout);
5799                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5800                 } while (!x->done && timeout);
5801                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
5802                 if (!x->done)
5803                         return timeout;
5804         }
5805         x->done--;
5806         return timeout ?: 1;
5807 }
5808
5809 static long __sched
5810 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5811 {
5812         might_sleep();
5813
5814         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5815         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5816         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5817         return timeout;
5818 }
5819
5820 /**
5821  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5822  * @x:  holds the state of this particular completion
5823  *
5824  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5825  * interruptible and there is no timeout.
5826  *
5827  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5828  * and interrupt capability. Also see complete().
5829  */
5830 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5831 {
5832         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5833 }
5834 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5835
5836 /**
5837  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5838  * @x:  holds the state of this particular completion
5839  * @timeout:  timeout value in jiffies
5840  *
5841  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5842  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5843  * interruptible.
5844  */
5845 unsigned long __sched
5846 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5847 {
5848         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5849 }
5850 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5851
5852 /**
5853  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5854  * @x:  holds the state of this particular completion
5855  *
5856  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5857  * interruptible.
5858  */
5859 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5860 {
5861         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5862         if (t == -ERESTARTSYS)
5863                 return t;
5864         return 0;
5865 }
5866 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5867
5868 /**
5869  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5870  * @x:  holds the state of this particular completion
5871  * @timeout:  timeout value in jiffies
5872  *
5873  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5874  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5875  */
5876 unsigned long __sched
5877 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5878                                           unsigned long timeout)
5879 {
5880         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5881 }
5882 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5883
5884 /**
5885  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5886  * @x:  holds the state of this particular completion
5887  *
5888  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5889  * interrupted by a kill signal.
5890  */
5891 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5892 {
5893         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5894         if (t == -ERESTARTSYS)
5895                 return t;
5896         return 0;
5897 }
5898 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5899
5900 /**
5901  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5902  *      @x:     completion structure
5903  *
5904  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5905  *               1 if a decrement succeeded.
5906  *
5907  *      If a completion is being used as a counting completion,
5908  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5909  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5910  *      is protecting is not available.
5911  */
5912 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5913 {
5914         int ret = 1;
5915
5916         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5917         if (!x->done)
5918                 ret = 0;
5919         else
5920                 x->done--;
5921         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5922         return ret;
5923 }
5924 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5925
5926 /**
5927  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5928  *      @x:     completion structure
5929  *
5930  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5931  *               1 if there are no waiters.
5932  *
5933  */
5934 bool completion_done(struct completion *x)
5935 {
5936         int ret = 1;
5937
5938         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5939         if (!x->done)
5940                 ret = 0;
5941         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5942         return ret;
5943 }
5944 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5945
5946 static long __sched
5947 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5948 {
5949         unsigned long flags;
5950         wait_queue_t wait;
5951
5952         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5953
5954         __set_current_state(state);
5955
5956         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5957         __add_wait_queue(q, &wait);
5958         spin_unlock(&q->lock);
5959         timeout = schedule_timeout(timeout);
5960         spin_lock_irq(&q->lock);
5961         __remove_wait_queue(q, &wait);
5962         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5963
5964         return timeout;
5965 }
5966
5967 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5968 {
5969         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5970 }
5971 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
5972
5973 long __sched
5974 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5975 {
5976         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
5977 }
5978 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
5979
5980 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5981 {
5982         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5983 }
5984 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
5985
5986 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5987 {
5988         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
5989 }
5990 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
5991
5992 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5993
5994 /*
5995  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5996  * @p: task
5997  * @prio: prio value (kernel-internal form)
5998  *
5999  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
6000  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
6001  *
6002  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
6003  */
6004 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
6005 {
6006         unsigned long flags;
6007         int oldprio, on_rq, running;
6008         struct rq *rq;
6009         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6010
6011         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
6012
6013         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6014         update_rq_clock(rq);
6015
6016         oldprio = p->prio;
6017         on_rq = p->se.on_rq;
6018         running = task_current(rq, p);
6019         if (on_rq)
6020                 dequeue_task(rq, p, 0);
6021         if (running)
6022                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6023
6024         if (rt_prio(prio))
6025                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6026         else
6027                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6028
6029         p->prio = prio;
6030
6031         if (running)
6032                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6033         if (on_rq) {
6034                 enqueue_task(rq, p, 0);
6035
6036                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6037         }
6038         task_rq_unlock(rq, &flags);
6039 }
6040
6041 #endif
6042
6043 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6044 {
6045         int old_prio, delta, on_rq;
6046         unsigned long flags;
6047         struct rq *rq;
6048
6049         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
6050                 return;
6051         /*
6052          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6053          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6054          */
6055         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6056         update_rq_clock(rq);
6057         /*
6058          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
6059          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
6060          * it wont have any effect on scheduling until the task is
6061          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
6062          */
6063         if (task_has_rt_policy(p)) {
6064                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6065                 goto out_unlock;
6066         }
6067         on_rq = p->se.on_rq;
6068         if (on_rq)
6069                 dequeue_task(rq, p, 0);
6070
6071         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6072         set_load_weight(p);
6073         old_prio = p->prio;
6074         p->prio = effective_prio(p);
6075         delta = p->prio - old_prio;
6076
6077         if (on_rq) {
6078                 enqueue_task(rq, p, 0);
6079                 /*
6080                  * If the task increased its priority or is running and
6081                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
6082                  */
6083                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
6084                         resched_task(rq->curr);
6085         }
6086 out_unlock:
6087         task_rq_unlock(rq, &flags);
6088 }
6089 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
6090
6091 /*
6092  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
6093  * @p: task
6094  * @nice: nice value
6095  */
6096 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
6097 {
6098         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
6099         int nice_rlim = 20 - nice;
6100
6101         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
6102                 capable(CAP_SYS_NICE));
6103 }
6104
6105 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
6106
6107 /*
6108  * sys_nice - change the priority of the current process.
6109  * @increment: priority increment
6110  *
6111  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
6112  * does similar things.
6113  */
6114 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
6115 {
6116         long nice, retval;
6117
6118         /*
6119          * Setpriority might change our priority at the same moment.
6120          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
6121          * and we have a single winner.
6122          */
6123         if (increment < -40)
6124                 increment = -40;
6125         if (increment > 40)
6126                 increment = 40;
6127
6128         nice = TASK_NICE(current) + increment;
6129         if (nice < -20)
6130                 nice = -20;
6131         if (nice > 19)
6132                 nice = 19;
6133
6134         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
6135                 return -EPERM;
6136
6137         retval = security_task_setnice(current, nice);
6138         if (retval)
6139                 return retval;
6140
6141         set_user_nice(current, nice);
6142         return 0;
6143 }
6144
6145 #endif
6146
6147 /**
6148  * task_prio - return the priority value of a given task.
6149  * @p: the task in question.
6150  *
6151  * This is the priority value as seen by users in /proc.
6152  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
6153  * around 0, value goes from -16 to +15.
6154  */
6155 int task_prio(const struct task_struct *p)
6156 {
6157         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6158 }
6159
6160 /**
6161  * task_nice - return the nice value of a given task.
6162  * @p: the task in question.
6163  */
6164 int task_nice(const struct task_struct *p)
6165 {
6166         return TASK_NICE(p);
6167 }
6168 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
6169
6170 /**
6171  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
6172  * @cpu: the processor in question.
6173  */
6174 int idle_cpu(int cpu)
6175 {
6176         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
6177 }
6178
6179 /**
6180  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
6181  * @cpu: the processor in question.
6182  */
6183 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6184 {
6185         return cpu_rq(cpu)->idle;
6186 }
6187
6188 /**
6189  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
6190  * @pid: the pid in question.
6191  */
6192 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
6193 {
6194         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6195 }
6196
6197 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
6198 static void
6199 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
6200 {
6201         BUG_ON(p->se.on_rq);
6202
6203         p->policy = policy;
6204         p->rt_priority = prio;
6205         p->normal_prio = normal_prio(p);
6206         /* we are holding p->pi_lock already */
6207         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
6208         if (rt_prio(p->prio))
6209                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6210         else
6211                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6212         set_load_weight(p);
6213 }
6214
6215 /*
6216  * check the target process has a UID that matches the current process's
6217  */
6218 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
6219 {
6220         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
6221         bool match;
6222
6223         rcu_read_lock();
6224         pcred = __task_cred(p);
6225         match = (cred->euid == pcred->euid ||
6226                  cred->euid == pcred->uid);
6227         rcu_read_unlock();
6228         return match;
6229 }
6230
6231 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6232                                 struct sched_param *param, bool user)
6233 {
6234         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
6235         unsigned long flags;
6236         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6237         struct rq *rq;
6238         int reset_on_fork;
6239
6240         /* may grab non-irq protected spin_locks */
6241         BUG_ON(in_interrupt());
6242 recheck:
6243         /* double check policy once rq lock held */
6244         if (policy < 0) {
6245                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
6246                 policy = oldpolicy = p->policy;
6247         } else {
6248                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
6249                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
6250
6251                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
6252                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
6253                                 policy != SCHED_IDLE)
6254                         return -EINVAL;
6255         }
6256
6257         /*
6258          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
6259          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
6260          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
6261          */
6262         if (param->sched_priority < 0 ||
6263             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
6264             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
6265                 return -EINVAL;
6266         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
6267                 return -EINVAL;
6268
6269         /*
6270          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
6271          */
6272         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
6273                 if (rt_policy(policy)) {
6274                         unsigned long rlim_rtprio;
6275
6276                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
6277                                 return -ESRCH;
6278                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
6279                         unlock_task_sighand(p, &flags);
6280
6281                         /* can't set/change the rt policy */
6282                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
6283                                 return -EPERM;
6284
6285                         /* can't increase priority */
6286                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
6287                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
6288                                 return -EPERM;
6289                 }
6290                 /*
6291                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
6292                  * move out of SCHED_IDLE either:
6293                  */
6294                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
6295                         return -EPERM;
6296
6297                 /* can't change other user's priorities */
6298                 if (!check_same_owner(p))
6299                         return -EPERM;
6300
6301                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
6302                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
6303                         return -EPERM;
6304         }
6305
6306         if (user) {
6307 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6308                 /*
6309                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
6310                  * assigned.
6311                  */
6312                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
6313                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6314                         return -EPERM;
6315 #endif
6316
6317                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
6318                 if (retval)
6319                         return retval;
6320         }
6321
6322         /*
6323          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
6324          * changing the priority of the task:
6325          */
6326         spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6327         /*
6328          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
6329          * runqueue lock must be held.
6330          */
6331         rq = __task_rq_lock(p);
6332         /* recheck policy now with rq lock held */
6333         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
6334                 policy = oldpolicy = -1;
6335                 __task_rq_unlock(rq);
6336                 spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6337                 goto recheck;
6338         }
6339         update_rq_clock(rq);
6340         on_rq = p->se.on_rq;
6341         running = task_current(rq, p);
6342         if (on_rq)
6343                 deactivate_task(rq, p, 0);
6344         if (running)
6345                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6346
6347         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
6348
6349         oldprio = p->prio;
6350         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
6351
6352         if (running)
6353                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6354         if (on_rq) {
6355                 activate_task(rq, p, 0);
6356
6357                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6358         }
6359         __task_rq_unlock(rq);
6360         spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6361
6362         rt_mutex_adjust_pi(p);
6363
6364         return 0;
6365 }
6366
6367 /**
6368  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
6369  * @p: the task in question.
6370  * @policy: new policy.
6371  * @param: structure containing the new RT priority.
6372  *
6373  * NOTE that the task may be already dead.
6374  */
6375 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6376                        struct sched_param *param)
6377 {
6378         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
6379 }
6380 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
6381
6382 /**
6383  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
6384  * @p: the task in question.
6385  * @policy: new policy.
6386  * @param: structure containing the new RT priority.
6387  *
6388  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
6389  * current context has permission.  For example, this is needed in
6390  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
6391  * but our caller might not have that capability.
6392  */
6393 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
6394                                struct sched_param *param)
6395 {
6396         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
6397 }
6398
6399 static int
6400 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
6401 {
6402         struct sched_param lparam;
6403         struct task_struct *p;
6404         int retval;
6405
6406         if (!param || pid < 0)
6407                 return -EINVAL;
6408         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
6409                 return -EFAULT;
6410
6411         rcu_read_lock();
6412         retval = -ESRCH;
6413         p = find_process_by_pid(pid);
6414         if (p != NULL)
6415                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
6416         rcu_read_unlock();
6417
6418         return retval;
6419 }
6420
6421 /**
6422  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
6423  * @pid: the pid in question.
6424  * @policy: new policy.
6425  * @param: structure containing the new RT priority.
6426  */
6427 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
6428                 struct sched_param __user *, param)
6429 {
6430         /* negative values for policy are not valid */
6431         if (policy < 0)
6432                 return -EINVAL;
6433
6434         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
6435 }
6436
6437 /**
6438  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
6439  * @pid: the pid in question.
6440  * @param: structure containing the new RT priority.
6441  */
6442 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6443 {
6444         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
6445 }
6446
6447 /**
6448  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6449  * @pid: the pid in question.
6450  */
6451 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6452 {
6453         struct task_struct *p;
6454         int retval;
6455
6456         if (pid < 0)
6457                 return -EINVAL;
6458
6459         retval = -ESRCH;
6460         read_lock(&tasklist_lock);
6461         p = find_process_by_pid(pid);
6462         if (p) {
6463                 retval = security_task_getscheduler(p);
6464                 if (!retval)
6465                         retval = p->policy
6466                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
6467         }
6468         read_unlock(&tasklist_lock);
6469         return retval;
6470 }
6471
6472 /**
6473  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
6474  * @pid: the pid in question.
6475  * @param: structure containing the RT priority.
6476  */
6477 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6478 {
6479         struct sched_param lp;
6480         struct task_struct *p;
6481         int retval;
6482
6483         if (!param || pid < 0)
6484                 return -EINVAL;
6485
6486         read_lock(&tasklist_lock);
6487         p = find_process_by_pid(pid);
6488         retval = -ESRCH;
6489         if (!p)
6490                 goto out_unlock;
6491
6492         retval = security_task_getscheduler(p);
6493         if (retval)
6494                 goto out_unlock;
6495
6496         lp.sched_priority = p->rt_priority;
6497         read_unlock(&tasklist_lock);
6498
6499         /*
6500          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6501          */
6502         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6503
6504         return retval;
6505
6506 out_unlock:
6507         read_unlock(&tasklist_lock);
6508         return retval;
6509 }
6510
6511 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6512 {
6513         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6514         struct task_struct *p;
6515         int retval;
6516
6517         get_online_cpus();
6518         read_lock(&tasklist_lock);
6519
6520         p = find_process_by_pid(pid);
6521         if (!p) {
6522                 read_unlock(&tasklist_lock);
6523                 put_online_cpus();
6524                 return -ESRCH;
6525         }
6526
6527         /*
6528          * It is not safe to call set_cpus_allowed with the
6529          * tasklist_lock held. We will bump the task_struct's
6530          * usage count and then drop tasklist_lock.
6531          */
6532         get_task_struct(p);
6533         read_unlock(&tasklist_lock);
6534
6535         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6536                 retval = -ENOMEM;
6537                 goto out_put_task;
6538         }
6539         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6540                 retval = -ENOMEM;
6541                 goto out_free_cpus_allowed;
6542         }
6543         retval = -EPERM;
6544         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
6545                 goto out_unlock;
6546
6547         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
6548         if (retval)
6549                 goto out_unlock;
6550
6551         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6552         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6553  again:
6554         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
6555
6556         if (!retval) {
6557                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6558                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6559                         /*
6560                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6561                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6562                          * cpuset's cpus_allowed
6563                          */
6564                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6565                         goto again;
6566                 }
6567         }
6568 out_unlock:
6569         free_cpumask_var(new_mask);
6570 out_free_cpus_allowed:
6571         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6572 out_put_task:
6573         put_task_struct(p);
6574         put_online_cpus();
6575         return retval;
6576 }
6577
6578 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6579                              struct cpumask *new_mask)
6580 {
6581         if (len < cpumask_size())
6582                 cpumask_clear(new_mask);
6583         else if (len > cpumask_size())
6584                 len = cpumask_size();
6585
6586         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6587 }
6588
6589 /**
6590  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
6591  * @pid: pid of the process
6592  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6593  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
6594  */
6595 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6596                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6597 {
6598         cpumask_var_t new_mask;
6599         int retval;
6600
6601         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6602                 return -ENOMEM;
6603
6604         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6605         if (retval == 0)
6606                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6607         free_cpumask_var(new_mask);
6608         return retval;
6609 }
6610
6611 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6612 {
6613         struct task_struct *p;
6614         unsigned long flags;
6615         struct rq *rq;
6616         int retval;
6617
6618         get_online_cpus();
6619         read_lock(&tasklist_lock);
6620
6621         retval = -ESRCH;
6622         p = find_process_by_pid(pid);
6623         if (!p)
6624                 goto out_unlock;
6625
6626         retval = security_task_getscheduler(p);
6627         if (retval)
6628                 goto out_unlock;
6629
6630         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6631         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6632         task_rq_unlock(rq, &flags);
6633
6634 out_unlock:
6635         read_unlock(&tasklist_lock);
6636         put_online_cpus();
6637
6638         return retval;
6639 }
6640
6641 /**
6642  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
6643  * @pid: pid of the process
6644  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6645  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
6646  */
6647 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6648                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6649 {
6650         int ret;
6651         cpumask_var_t mask;
6652
6653         if (len < cpumask_size())
6654                 return -EINVAL;
6655
6656         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6657                 return -ENOMEM;
6658
6659         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6660         if (ret == 0) {
6661                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, cpumask_size()))
6662                         ret = -EFAULT;
6663                 else
6664                         ret = cpumask_size();
6665         }
6666         free_cpumask_var(mask);
6667
6668         return ret;
6669 }
6670
6671 /**
6672  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6673  *
6674  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6675  * other threads running on this CPU then this function will return.
6676  */
6677 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6678 {
6679         struct rq *rq = this_rq_lock();
6680
6681         schedstat_inc(rq, yld_count);
6682         current->sched_class->yield_task(rq);
6683
6684         /*
6685          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6686          * no need to preempt or enable interrupts:
6687          */
6688         __release(rq->lock);
6689         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
6690         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
6691         preempt_enable_no_resched();
6692
6693         schedule();
6694
6695         return 0;
6696 }
6697
6698 static inline int should_resched(void)
6699 {
6700         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
6701 }
6702
6703 static void __cond_resched(void)
6704 {
6705         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6706         schedule();
6707         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6708 }
6709
6710 int __sched _cond_resched(void)
6711 {
6712         if (should_resched()) {
6713                 __cond_resched();
6714                 return 1;
6715         }
6716         return 0;
6717 }
6718 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6719
6720 /*
6721  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6722  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6723  *
6724  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
6725  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6726  * spin_unlock(), once by hand).
6727  */
6728 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6729 {
6730         int resched = should_resched();
6731         int ret = 0;
6732
6733         lockdep_assert_held(lock);
6734
6735         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6736                 spin_unlock(lock);
6737                 if (resched)
6738                         __cond_resched();
6739                 else
6740                         cpu_relax();
6741                 ret = 1;
6742                 spin_lock(lock);
6743         }
6744         return ret;
6745 }
6746 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
6747
6748 int __sched __cond_resched_softirq(void)
6749 {
6750         BUG_ON(!in_softirq());
6751
6752         if (should_resched()) {
6753                 local_bh_enable();
6754                 __cond_resched();
6755                 local_bh_disable();
6756                 return 1;
6757         }
6758         return 0;
6759 }
6760 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
6761
6762 /**
6763  * yield - yield the current processor to other threads.
6764  *
6765  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6766  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6767  */
6768 void __sched yield(void)
6769 {
6770         set_current_state(TASK_RUNNING);
6771         sys_sched_yield();
6772 }
6773 EXPORT_SYMBOL(yield);
6774
6775 /*
6776  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6777  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6778  */
6779 void __sched io_schedule(void)
6780 {
6781         struct rq *rq = raw_rq();
6782
6783         delayacct_blkio_start();
6784         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6785         current->in_iowait = 1;
6786         schedule();
6787         current->in_iowait = 0;
6788         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6789         delayacct_blkio_end();
6790 }
6791 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6792
6793 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6794 {
6795         struct rq *rq = raw_rq();
6796         long ret;
6797
6798         delayacct_blkio_start();
6799         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6800         current->in_iowait = 1;
6801         ret = schedule_timeout(timeout);
6802         current->in_iowait = 0;
6803         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6804         delayacct_blkio_end();
6805         return ret;
6806 }
6807
6808 /**
6809  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6810  * @policy: scheduling class.
6811  *
6812  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6813  * by a given scheduling class.
6814  */
6815 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6816 {
6817         int ret = -EINVAL;
6818
6819         switch (policy) {
6820         case SCHED_FIFO:
6821         case SCHED_RR:
6822                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6823                 break;
6824         case SCHED_NORMAL:
6825         case SCHED_BATCH:
6826         case SCHED_IDLE:
6827                 ret = 0;
6828                 break;
6829         }
6830         return ret;
6831 }
6832
6833 /**
6834  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6835  * @policy: scheduling class.
6836  *
6837  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6838  * by a given scheduling class.
6839  */
6840 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6841 {
6842         int ret = -EINVAL;
6843
6844         switch (policy) {
6845         case SCHED_FIFO:
6846         case SCHED_RR:
6847                 ret = 1;
6848                 break;
6849         case SCHED_NORMAL:
6850         case SCHED_BATCH:
6851         case SCHED_IDLE:
6852                 ret = 0;
6853         }
6854         return ret;
6855 }
6856
6857 /**
6858  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6859  * @pid: pid of the process.
6860  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6861  *
6862  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6863  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6864  */
6865 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6866                 struct timespec __user *, interval)
6867 {
6868         struct task_struct *p;
6869         unsigned int time_slice;
6870         unsigned long flags;
6871         struct rq *rq;
6872         int retval;
6873         struct timespec t;
6874
6875         if (pid < 0)
6876                 return -EINVAL;
6877
6878         retval = -ESRCH;
6879         read_lock(&tasklist_lock);
6880         p = find_process_by_pid(pid);
6881         if (!p)
6882                 goto out_unlock;
6883
6884         retval = security_task_getscheduler(p);
6885         if (retval)
6886                 goto out_unlock;
6887
6888         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6889         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
6890         task_rq_unlock(rq, &flags);
6891
6892         read_unlock(&tasklist_lock);
6893         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
6894         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
6895         return retval;
6896
6897 out_unlock:
6898         read_unlock(&tasklist_lock);
6899         return retval;
6900 }
6901
6902 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
6903
6904 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6905 {
6906         unsigned long free = 0;
6907         unsigned state;
6908
6909         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6910         printk(KERN_INFO "%-13.13s %c", p->comm,
6911                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6912 #if BITS_PER_LONG == 32
6913         if (state == TASK_RUNNING)
6914                 printk(KERN_CONT " running  ");
6915         else
6916                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6917 #else
6918         if (state == TASK_RUNNING)
6919                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6920         else
6921