sched: Make tunable scaling style configurable
[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         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         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         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         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);
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         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         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 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         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         spin_unlock_irq(&rq->lock);
921 #else
922         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                 spin_lock(&rq->lock);
953                 if (likely(rq == task_rq(p)))
954                         return rq;
955                 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                 spin_lock(&rq->lock);
973                 if (likely(rq == task_rq(p)))
974                         return rq;
975                 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         spin_unlock_wait(&rq->lock);
985 }
986
987 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
988         __releases(rq->lock)
989 {
990         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         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         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         spin_lock(&rq->lock);
1057         update_rq_clock(rq);
1058         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1059         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         spin_lock(&rq->lock);
1073         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1074         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1075         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_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 (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1205                 return;
1206         resched_task(cpu_curr(cpu));
1207         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_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                 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                 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         spin_unlock(&rq->lock);
1710         update_shares(sd);
1711         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         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(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
1773                 if (busiest < this_rq) {
1774                         spin_unlock(&this_rq->lock);
1775                         spin_lock(&busiest->lock);
1776                         spin_lock_nested(&this_rq->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1777                         ret = 1;
1778                 } else
1779                         spin_lock_nested(&busiest->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1780         }
1781         return ret;
1782 }
1783
1784 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1785
1786 /*
1787  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1788  */
1789 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1790 {
1791         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1792                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1793                 spin_unlock(&this_rq->lock);
1794                 BUG_ON(1);
1795         }
1796
1797         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1798 }
1799
1800 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1801         __releases(busiest->lock)
1802 {
1803         spin_unlock(&busiest->lock);
1804         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1805 }
1806 #endif
1807
1808 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1809 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1810 {
1811 #ifdef CONFIG_SMP
1812         cfs_rq->shares = shares;
1813 #endif
1814 }
1815 #endif
1816
1817 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq);
1818 static void update_sysctl(void);
1819
1820 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1821 {
1822         set_task_rq(p, cpu);
1823 #ifdef CONFIG_SMP
1824         /*
1825          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1826          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1827          * per-task data have been completed by this moment.
1828          */
1829         smp_wmb();
1830         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1831 #endif
1832 }
1833
1834 #include "sched_stats.h"
1835 #include "sched_idletask.c"
1836 #include "sched_fair.c"
1837 #include "sched_rt.c"
1838 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1839 # include "sched_debug.c"
1840 #endif
1841
1842 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1843 #define for_each_class(class) \
1844    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1845
1846 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1847 {
1848         rq->nr_running++;
1849 }
1850
1851 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1852 {
1853         rq->nr_running--;
1854 }
1855
1856 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1857 {
1858         if (task_has_rt_policy(p)) {
1859                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1860                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1861                 return;
1862         }
1863
1864         /*
1865          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1866          */
1867         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1868                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1869                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1870                 return;
1871         }
1872
1873         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1874         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1875 }
1876
1877 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1878 {
1879         s64 diff = sample - *avg;
1880         *avg += diff >> 3;
1881 }
1882
1883 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1884 {
1885         if (wakeup)
1886                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1887
1888         sched_info_queued(p);
1889         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1890         p->se.on_rq = 1;
1891 }
1892
1893 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1894 {
1895         if (sleep) {
1896                 if (p->se.last_wakeup) {
1897                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1898                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1899                         p->se.last_wakeup = 0;
1900                 } else {
1901                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1902                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1903                 }
1904         }
1905
1906         sched_info_dequeued(p);
1907         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1908         p->se.on_rq = 0;
1909 }
1910
1911 /*
1912  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1913  */
1914 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1915 {
1916         return p->static_prio;
1917 }
1918
1919 /*
1920  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1921  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1922  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1923  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1924  * estimator recalculates.
1925  */
1926 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1927 {
1928         int prio;
1929
1930         if (task_has_rt_policy(p))
1931                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1932         else
1933                 prio = __normal_prio(p);
1934         return prio;
1935 }
1936
1937 /*
1938  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1939  * taken into account by the scheduler. This value might
1940  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1941  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1942  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1943  */
1944 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1945 {
1946         p->normal_prio = normal_prio(p);
1947         /*
1948          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1949          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1950          * to the normal priority:
1951          */
1952         if (!rt_prio(p->prio))
1953                 return p->normal_prio;
1954         return p->prio;
1955 }
1956
1957 /*
1958  * activate_task - move a task to the runqueue.
1959  */
1960 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1961 {
1962         if (task_contributes_to_load(p))
1963                 rq->nr_uninterruptible--;
1964
1965         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1966         inc_nr_running(rq);
1967 }
1968
1969 /*
1970  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1971  */
1972 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1973 {
1974         if (task_contributes_to_load(p))
1975                 rq->nr_uninterruptible++;
1976
1977         dequeue_task(rq, p, sleep);
1978         dec_nr_running(rq);
1979 }
1980
1981 /**
1982  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1983  * @p: the task in question.
1984  */
1985 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1986 {
1987         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1988 }
1989
1990 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1991                                        const struct sched_class *prev_class,
1992                                        int oldprio, int running)
1993 {
1994         if (prev_class != p->sched_class) {
1995                 if (prev_class->switched_from)
1996                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1997                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1998         } else
1999                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
2000 }
2001
2002 /**
2003  * kthread_bind - bind a just-created kthread to a cpu.
2004  * @p: thread created by kthread_create().
2005  * @cpu: cpu (might not be online, must be possible) for @k to run on.
2006  *
2007  * Description: This function is equivalent to set_cpus_allowed(),
2008  * except that @cpu doesn't need to be online, and the thread must be
2009  * stopped (i.e., just returned from kthread_create()).
2010  *
2011  * Function lives here instead of kthread.c because it messes with
2012  * scheduler internals which require locking.
2013  */
2014 void kthread_bind(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
2015 {
2016         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2017         unsigned long flags;
2018
2019         /* Must have done schedule() in kthread() before we set_task_cpu */
2020         if (!wait_task_inactive(p, TASK_UNINTERRUPTIBLE)) {
2021                 WARN_ON(1);
2022                 return;
2023         }
2024
2025         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2026         update_rq_clock(rq);
2027         set_task_cpu(p, cpu);
2028         p->cpus_allowed = cpumask_of_cpu(cpu);
2029         p->rt.nr_cpus_allowed = 1;
2030         p->flags |= PF_THREAD_BOUND;
2031         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2032 }
2033 EXPORT_SYMBOL(kthread_bind);
2034
2035 #ifdef CONFIG_SMP
2036 /*
2037  * Is this task likely cache-hot:
2038  */
2039 static int
2040 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
2041 {
2042         s64 delta;
2043
2044         /*
2045          * Buddy candidates are cache hot:
2046          */
2047         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
2048                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
2049                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
2050                 return 1;
2051
2052         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
2053                 return 0;
2054
2055         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
2056                 return 1;
2057         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
2058                 return 0;
2059
2060         delta = now - p->se.exec_start;
2061
2062         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
2063 }
2064
2065
2066 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2067 {
2068         int old_cpu = task_cpu(p);
2069         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu);
2070         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
2071                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
2072
2073         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2074
2075         if (old_cpu != new_cpu) {
2076                 p->se.nr_migrations++;
2077 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2078                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
2079                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
2080 #endif
2081                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS,
2082                                      1, 1, NULL, 0);
2083         }
2084         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
2085                                          new_cfsrq->min_vruntime;
2086
2087         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2088 }
2089
2090 struct migration_req {
2091         struct list_head list;
2092
2093         struct task_struct *task;
2094         int dest_cpu;
2095
2096         struct completion done;
2097 };
2098
2099 /*
2100  * The task's runqueue lock must be held.
2101  * Returns true if you have to wait for migration thread.
2102  */
2103 static int
2104 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
2105 {
2106         struct rq *rq = task_rq(p);
2107
2108         /*
2109          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
2110          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
2111          */
2112         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
2113                 update_rq_clock(rq);
2114                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
2115                 return 0;
2116         }
2117
2118         init_completion(&req->done);
2119         req->task = p;
2120         req->dest_cpu = dest_cpu;
2121         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2122
2123         return 1;
2124 }
2125
2126 /*
2127  * wait_task_context_switch -   wait for a thread to complete at least one
2128  *                              context switch.
2129  *
2130  * @p must not be current.
2131  */
2132 void wait_task_context_switch(struct task_struct *p)
2133 {
2134         unsigned long nvcsw, nivcsw, flags;
2135         int running;
2136         struct rq *rq;
2137
2138         nvcsw   = p->nvcsw;
2139         nivcsw  = p->nivcsw;
2140         for (;;) {
2141                 /*
2142                  * The runqueue is assigned before the actual context
2143                  * switch. We need to take the runqueue lock.
2144                  *
2145                  * We could check initially without the lock but it is
2146                  * very likely that we need to take the lock in every
2147                  * iteration.
2148                  */
2149                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2150                 running = task_running(rq, p);
2151                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2152
2153                 if (likely(!running))
2154                         break;
2155                 /*
2156                  * The switch count is incremented before the actual
2157                  * context switch. We thus wait for two switches to be
2158                  * sure at least one completed.
2159                  */
2160                 if ((p->nvcsw - nvcsw) > 1)
2161                         break;
2162                 if ((p->nivcsw - nivcsw) > 1)
2163                         break;
2164
2165                 cpu_relax();
2166         }
2167 }
2168
2169 /*
2170  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2171  *
2172  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2173  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2174  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2175  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2176  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2177  * @p has remained unscheduled the whole time.
2178  *
2179  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2180  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2181  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2182  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2183  * waiting to become inactive.
2184  */
2185 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2186 {
2187         unsigned long flags;
2188         int running, on_rq;
2189         unsigned long ncsw;
2190         struct rq *rq;
2191
2192         for (;;) {
2193                 /*
2194                  * We do the initial early heuristics without holding
2195                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2196                  * the runqueue lock when things look like they will
2197                  * work out!
2198                  */
2199                 rq = task_rq(p);
2200
2201                 /*
2202                  * If the task is actively running on another CPU
2203                  * still, just relax and busy-wait without holding
2204                  * any locks.
2205                  *
2206                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2207                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2208                  * But we don't care, since "task_running()" will
2209                  * return false if the runqueue has changed and p
2210                  * is actually now running somewhere else!
2211                  */
2212                 while (task_running(rq, p)) {
2213                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2214                                 return 0;
2215                         cpu_relax();
2216                 }
2217
2218                 /*
2219                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2220                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2221                  * just go back and repeat.
2222                  */
2223                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2224                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2225                 running = task_running(rq, p);
2226                 on_rq = p->se.on_rq;
2227                 ncsw = 0;
2228                 if (!match_state || p->state == match_state)
2229                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2230                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2231
2232                 /*
2233                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2234                  */
2235                 if (unlikely(!ncsw))
2236                         break;
2237
2238                 /*
2239                  * Was it really running after all now that we
2240                  * checked with the proper locks actually held?
2241                  *
2242                  * Oops. Go back and try again..
2243                  */
2244                 if (unlikely(running)) {
2245                         cpu_relax();
2246                         continue;
2247                 }
2248
2249                 /*
2250                  * It's not enough that it's not actively running,
2251                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2252                  * preempted!
2253                  *
2254                  * So if it was still runnable (but just not actively
2255                  * running right now), it's preempted, and we should
2256                  * yield - it could be a while.
2257                  */
2258                 if (unlikely(on_rq)) {
2259                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2260                         continue;
2261                 }
2262
2263                 /*
2264                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2265                  * runnable, which means that it will never become
2266                  * running in the future either. We're all done!
2267                  */
2268                 break;
2269         }
2270
2271         return ncsw;
2272 }
2273
2274 /***
2275  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2276  * @p: the to-be-kicked thread
2277  *
2278  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2279  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2280  *
2281  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2282  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2283  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2284  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2285  * achieved as well.
2286  */
2287 void kick_process(struct task_struct *p)
2288 {
2289         int cpu;
2290
2291         preempt_disable();
2292         cpu = task_cpu(p);
2293         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2294                 smp_send_reschedule(cpu);
2295         preempt_enable();
2296 }
2297 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2298 #endif /* CONFIG_SMP */
2299
2300 /**
2301  * task_oncpu_function_call - call a function on the cpu on which a task runs
2302  * @p:          the task to evaluate
2303  * @func:       the function to be called
2304  * @info:       the function call argument
2305  *
2306  * Calls the function @func when the task is currently running. This might
2307  * be on the current CPU, which just calls the function directly
2308  */
2309 void task_oncpu_function_call(struct task_struct *p,
2310                               void (*func) (void *info), void *info)
2311 {
2312         int cpu;
2313
2314         preempt_disable();
2315         cpu = task_cpu(p);
2316         if (task_curr(p))
2317                 smp_call_function_single(cpu, func, info, 1);
2318         preempt_enable();
2319 }
2320
2321 #ifdef CONFIG_SMP
2322 static inline
2323 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
2324 {
2325         return p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
2326 }
2327 #endif
2328
2329 /***
2330  * try_to_wake_up - wake up a thread
2331  * @p: the to-be-woken-up thread
2332  * @state: the mask of task states that can be woken
2333  * @sync: do a synchronous wakeup?
2334  *
2335  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2336  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2337  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2338  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2339  * runnable without the overhead of this.
2340  *
2341  * returns failure only if the task is already active.
2342  */
2343 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state,
2344                           int wake_flags)
2345 {
2346         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2347         unsigned long flags;
2348         struct rq *rq, *orig_rq;
2349
2350         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2351                 wake_flags &= ~WF_SYNC;
2352
2353         this_cpu = get_cpu();
2354
2355         smp_wmb();
2356         rq = orig_rq = task_rq_lock(p, &flags);
2357         update_rq_clock(rq);
2358         if (!(p->state & state))
2359                 goto out;
2360
2361         if (p->se.on_rq)
2362                 goto out_running;
2363
2364         cpu = task_cpu(p);
2365         orig_cpu = cpu;
2366
2367 #ifdef CONFIG_SMP
2368         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2369                 goto out_activate;
2370
2371         /*
2372          * In order to handle concurrent wakeups and release the rq->lock
2373          * we put the task in TASK_WAKING state.
2374          *
2375          * First fix up the nr_uninterruptible count:
2376          */
2377         if (task_contributes_to_load(p))
2378                 rq->nr_uninterruptible--;
2379         p->state = TASK_WAKING;
2380         __task_rq_unlock(rq);
2381
2382         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2383         if (cpu != orig_cpu)
2384                 set_task_cpu(p, cpu);
2385
2386         rq = __task_rq_lock(p);
2387         update_rq_clock(rq);
2388
2389         WARN_ON(p->state != TASK_WAKING);
2390         cpu = task_cpu(p);
2391
2392 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2393         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2394         if (cpu == this_cpu)
2395                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2396         else {
2397                 struct sched_domain *sd;
2398                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2399                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2400                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2401                                 break;
2402                         }
2403                 }
2404         }
2405 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2406
2407 out_activate:
2408 #endif /* CONFIG_SMP */
2409         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2410         if (wake_flags & WF_SYNC)
2411                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2412         if (orig_cpu != cpu)
2413                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2414         if (cpu == this_cpu)
2415                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2416         else
2417                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2418         activate_task(rq, p, 1);
2419         success = 1;
2420
2421         /*
2422          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2423          */
2424         if (!in_interrupt()) {
2425                 struct sched_entity *se = &current->se;
2426                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2427
2428                 if (se->last_wakeup)
2429                         sample -= se->last_wakeup;
2430                 else
2431                         sample -= se->start_runtime;
2432                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2433
2434                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2435         }
2436
2437 out_running:
2438         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2439         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2440
2441         p->state = TASK_RUNNING;
2442 #ifdef CONFIG_SMP
2443         if (p->sched_class->task_wake_up)
2444                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2445
2446         if (unlikely(rq->idle_stamp)) {
2447                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
2448                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
2449
2450                 if (delta > max)
2451                         rq->avg_idle = max;
2452                 else
2453                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2454                 rq->idle_stamp = 0;
2455         }
2456 #endif
2457 out:
2458         task_rq_unlock(rq, &flags);
2459         put_cpu();
2460
2461         return success;
2462 }
2463
2464 /**
2465  * wake_up_process - Wake up a specific process
2466  * @p: The process to be woken up.
2467  *
2468  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2469  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2470  * running.
2471  *
2472  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2473  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2474  */
2475 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2476 {
2477         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2478 }
2479 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2480
2481 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2482 {
2483         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2484 }
2485
2486 /*
2487  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2488  * p is forked by current.
2489  *
2490  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2491  */
2492 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2493 {
2494         p->se.exec_start                = 0;
2495         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2496         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2497         p->se.nr_migrations             = 0;
2498         p->se.last_wakeup               = 0;
2499         p->se.avg_overlap               = 0;
2500         p->se.start_runtime             = 0;
2501         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2502
2503 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2504         p->se.wait_start                        = 0;
2505         p->se.wait_max                          = 0;
2506         p->se.wait_count                        = 0;
2507         p->se.wait_sum                          = 0;
2508
2509         p->se.sleep_start                       = 0;
2510         p->se.sleep_max                         = 0;
2511         p->se.sum_sleep_runtime                 = 0;
2512
2513         p->se.block_start                       = 0;
2514         p->se.block_max                         = 0;
2515         p->se.exec_max                          = 0;
2516         p->se.slice_max                         = 0;
2517
2518         p->se.nr_migrations_cold                = 0;
2519         p->se.nr_failed_migrations_affine       = 0;
2520         p->se.nr_failed_migrations_running      = 0;
2521         p->se.nr_failed_migrations_hot          = 0;
2522         p->se.nr_forced_migrations              = 0;
2523         p->se.nr_forced2_migrations             = 0;
2524
2525         p->se.nr_wakeups                        = 0;
2526         p->se.nr_wakeups_sync                   = 0;
2527         p->se.nr_wakeups_migrate                = 0;
2528         p->se.nr_wakeups_local                  = 0;
2529         p->se.nr_wakeups_remote                 = 0;
2530         p->se.nr_wakeups_affine                 = 0;
2531         p->se.nr_wakeups_affine_attempts        = 0;
2532         p->se.nr_wakeups_passive                = 0;
2533         p->se.nr_wakeups_idle                   = 0;
2534
2535 #endif
2536
2537         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2538         p->se.on_rq = 0;
2539         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2540
2541 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2542         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2543 #endif
2544
2545         /*
2546          * We mark the process as running here, but have not actually
2547          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2548          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2549          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2550          */
2551         p->state = TASK_RUNNING;
2552 }
2553
2554 /*
2555  * fork()/clone()-time setup:
2556  */
2557 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2558 {
2559         int cpu = get_cpu();
2560
2561         __sched_fork(p);
2562
2563         /*
2564          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2565          */
2566         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2567                 if (p->policy == SCHED_FIFO || p->policy == SCHED_RR) {
2568                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2569                         p->normal_prio = p->static_prio;
2570                 }
2571
2572                 if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0) {
2573                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2574                         p->normal_prio = p->static_prio;
2575                         set_load_weight(p);
2576                 }
2577
2578                 /*
2579                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2580                  * fulfilled its duty:
2581                  */
2582                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2583         }
2584
2585         /*
2586          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2587          */
2588         p->prio = current->normal_prio;
2589
2590         if (!rt_prio(p->prio))
2591                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2592
2593         if (p->sched_class->task_fork)
2594                 p->sched_class->task_fork(p);
2595
2596 #ifdef CONFIG_SMP
2597         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0);
2598 #endif
2599         set_task_cpu(p, cpu);
2600
2601 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2602         if (likely(sched_info_on()))
2603                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2604 #endif
2605 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2606         p->oncpu = 0;
2607 #endif
2608 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2609         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2610         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2611 #endif
2612         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2613
2614         put_cpu();
2615 }
2616
2617 /*
2618  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2619  *
2620  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2621  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2622  * on the runqueue and wakes it.
2623  */
2624 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2625 {
2626         unsigned long flags;
2627         struct rq *rq;
2628
2629         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2630         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2631         update_rq_clock(rq);
2632         activate_task(rq, p, 0);
2633         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2634         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2635 #ifdef CONFIG_SMP
2636         if (p->sched_class->task_wake_up)
2637                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2638 #endif
2639         task_rq_unlock(rq, &flags);
2640 }
2641
2642 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2643
2644 /**
2645  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2646  * @notifier: notifier struct to register
2647  */
2648 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2649 {
2650         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2651 }
2652 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2653
2654 /**
2655  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2656  * @notifier: notifier struct to unregister
2657  *
2658  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2659  */
2660 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2661 {
2662         hlist_del(&notifier->link);
2663 }
2664 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2665
2666 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2667 {
2668         struct preempt_notifier *notifier;
2669         struct hlist_node *node;
2670
2671         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2672                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2673 }
2674
2675 static void
2676 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2677                                  struct task_struct *next)
2678 {
2679         struct preempt_notifier *notifier;
2680         struct hlist_node *node;
2681
2682         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2683                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2684 }
2685
2686 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2687
2688 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2689 {
2690 }
2691
2692 static void
2693 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2694                                  struct task_struct *next)
2695 {
2696 }
2697
2698 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2699
2700 /**
2701  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2702  * @rq: the runqueue preparing to switch
2703  * @prev: the current task that is being switched out
2704  * @next: the task we are going to switch to.
2705  *
2706  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2707  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2708  * switch.
2709  *
2710  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2711  * hooks.
2712  */
2713 static inline void
2714 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2715                     struct task_struct *next)
2716 {
2717         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2718         prepare_lock_switch(rq, next);
2719         prepare_arch_switch(next);
2720 }
2721
2722 /**
2723  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2724  * @rq: runqueue associated with task-switch
2725  * @prev: the thread we just switched away from.
2726  *
2727  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2728  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2729  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2730  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2731  *
2732  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2733  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2734  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2735  * details.)
2736  */
2737 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2738         __releases(rq->lock)
2739 {
2740         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2741         long prev_state;
2742
2743         rq->prev_mm = NULL;
2744
2745         /*
2746          * A task struct has one reference for the use as "current".
2747          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2748          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2749          * the scheduled task must drop that reference.
2750          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2751          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2752          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2753          * be dropped twice.
2754          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2755          */
2756         prev_state = prev->state;
2757         finish_arch_switch(prev);
2758         perf_event_task_sched_in(current, cpu_of(rq));
2759         finish_lock_switch(rq, prev);
2760
2761         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2762         if (mm)
2763                 mmdrop(mm);
2764         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2765                 /*
2766                  * Remove function-return probe instances associated with this
2767                  * task and put them back on the free list.
2768                  */
2769                 kprobe_flush_task(prev);
2770                 put_task_struct(prev);
2771         }
2772 }
2773
2774 #ifdef CONFIG_SMP
2775
2776 /* assumes rq->lock is held */
2777 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2778 {
2779         if (prev->sched_class->pre_schedule)
2780                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
2781 }
2782
2783 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2784 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2785 {
2786         if (rq->post_schedule) {
2787                 unsigned long flags;
2788
2789                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2790                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
2791                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
2792                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2793
2794                 rq->post_schedule = 0;
2795         }
2796 }
2797
2798 #else
2799
2800 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2801 {
2802 }
2803
2804 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2805 {
2806 }
2807
2808 #endif
2809
2810 /**
2811  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2812  * @prev: the thread we just switched away from.
2813  */
2814 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2815         __releases(rq->lock)
2816 {
2817         struct rq *rq = this_rq();
2818
2819         finish_task_switch(rq, prev);
2820
2821         /*
2822          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
2823          * task_switch?
2824          */
2825         post_schedule(rq);
2826
2827 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2828         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2829         preempt_enable();
2830 #endif
2831         if (current->set_child_tid)
2832                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2833 }
2834
2835 /*
2836  * context_switch - switch to the new MM and the new
2837  * thread's register state.
2838  */
2839 static inline void
2840 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2841                struct task_struct *next)
2842 {
2843         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2844
2845         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2846         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2847         mm = next->mm;
2848         oldmm = prev->active_mm;
2849         /*
2850          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2851          * combine the page table reload and the switch backend into
2852          * one hypercall.
2853          */
2854         arch_start_context_switch(prev);
2855
2856         if (likely(!mm)) {
2857                 next->active_mm = oldmm;
2858                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2859                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2860         } else
2861                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2862
2863         if (likely(!prev->mm)) {
2864                 prev->active_mm = NULL;
2865                 rq->prev_mm = oldmm;
2866         }
2867         /*
2868          * Since the runqueue lock will be released by the next
2869          * task (which is an invalid locking op but in the case
2870          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2871          * do an early lockdep release here:
2872          */
2873 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2874         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2875 #endif
2876
2877         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2878         switch_to(prev, next, prev);
2879
2880         barrier();
2881         /*
2882          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2883          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2884          * frame will be invalid.
2885          */
2886         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2887 }
2888
2889 /*
2890  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2891  *
2892  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2893  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2894  * number of context switches performed since bootup.
2895  */
2896 unsigned long nr_running(void)
2897 {
2898         unsigned long i, sum = 0;
2899
2900         for_each_online_cpu(i)
2901                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2902
2903         return sum;
2904 }
2905
2906 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2907 {
2908         unsigned long i, sum = 0;
2909
2910         for_each_possible_cpu(i)
2911                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2912
2913         /*
2914          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2915          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2916          */
2917         if (unlikely((long)sum < 0))
2918                 sum = 0;
2919
2920         return sum;
2921 }
2922
2923 unsigned long long nr_context_switches(void)
2924 {
2925         int i;
2926         unsigned long long sum = 0;
2927
2928         for_each_possible_cpu(i)
2929                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2930
2931         return sum;
2932 }
2933
2934 unsigned long nr_iowait(void)
2935 {
2936         unsigned long i, sum = 0;
2937
2938         for_each_possible_cpu(i)
2939                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2940
2941         return sum;
2942 }
2943
2944 unsigned long nr_iowait_cpu(void)
2945 {
2946         struct rq *this = this_rq();
2947         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2948 }
2949
2950 unsigned long this_cpu_load(void)
2951 {
2952         struct rq *this = this_rq();
2953         return this->cpu_load[0];
2954 }
2955
2956
2957 /* Variables and functions for calc_load */
2958 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2959 static unsigned long calc_load_update;
2960 unsigned long avenrun[3];
2961 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
2962
2963 /**
2964  * get_avenrun - get the load average array
2965  * @loads:      pointer to dest load array
2966  * @offset:     offset to add
2967  * @shift:      shift count to shift the result left
2968  *
2969  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2970  */
2971 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2972 {
2973         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2974         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2975         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2976 }
2977
2978 static unsigned long
2979 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2980 {
2981         load *= exp;
2982         load += active * (FIXED_1 - exp);
2983         return load >> FSHIFT;
2984 }
2985
2986 /*
2987  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2988  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2989  */
2990 void calc_global_load(void)
2991 {
2992         unsigned long upd = calc_load_update + 10;
2993         long active;
2994
2995         if (time_before(jiffies, upd))
2996                 return;
2997
2998         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2999         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
3000
3001         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
3002         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
3003         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
3004
3005         calc_load_update += LOAD_FREQ;
3006 }
3007
3008 /*
3009  * Either called from update_cpu_load() or from a cpu going idle
3010  */
3011 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
3012 {
3013         long nr_active, delta;
3014
3015         nr_active = this_rq->nr_running;
3016         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
3017
3018         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
3019                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
3020                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
3021                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3022         }
3023 }
3024
3025 /*
3026  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
3027  * scheduler tick (TICK_NSEC).
3028  */
3029 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
3030 {
3031         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
3032         int i, scale;
3033
3034         this_rq->nr_load_updates++;
3035
3036         /* Update our load: */
3037         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
3038                 unsigned long old_load, new_load;
3039
3040                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3041
3042                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3043                 new_load = this_load;
3044                 /*
3045                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3046                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3047                  * example.
3048                  */
3049                 if (new_load > old_load)
3050                         new_load += scale-1;
3051                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
3052         }
3053
3054         if (time_after_eq(jiffies, this_rq->calc_load_update)) {
3055                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3056                 calc_load_account_active(this_rq);
3057         }
3058 }
3059
3060 #ifdef CONFIG_SMP
3061
3062 /*
3063  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
3064  *
3065  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
3066  * you need to do so manually before calling.
3067  */
3068 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3069         __acquires(rq1->lock)
3070         __acquires(rq2->lock)
3071 {
3072         BUG_ON(!irqs_disabled());
3073         if (rq1 == rq2) {
3074                 spin_lock(&rq1->lock);
3075                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
3076         } else {
3077                 if (rq1 < rq2) {
3078                         spin_lock(&rq1->lock);
3079                         spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3080                 } else {
3081                         spin_lock(&rq2->lock);
3082                         spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3083                 }
3084         }
3085         update_rq_clock(rq1);
3086         update_rq_clock(rq2);
3087 }
3088
3089 /*
3090  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
3091  *
3092  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
3093  * you need to do so manually after calling.
3094  */
3095 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3096         __releases(rq1->lock)
3097         __releases(rq2->lock)
3098 {
3099         spin_unlock(&rq1->lock);
3100         if (rq1 != rq2)
3101                 spin_unlock(&rq2->lock);
3102         else
3103                 __release(rq2->lock);
3104 }
3105
3106 /*
3107  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
3108  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
3109  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
3110  * the cpu_allowed mask is restored.
3111  */
3112 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
3113 {
3114         struct migration_req req;
3115         unsigned long flags;
3116         struct rq *rq;
3117
3118         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3119         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
3120             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
3121                 goto out;
3122
3123         /* force the process onto the specified CPU */
3124         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
3125                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
3126                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
3127
3128                 get_task_struct(mt);
3129                 task_rq_unlock(rq, &flags);
3130                 wake_up_process(mt);
3131                 put_task_struct(mt);
3132                 wait_for_completion(&req.done);
3133
3134                 return;
3135         }
3136 out:
3137         task_rq_unlock(rq, &flags);
3138 }
3139
3140 /*
3141  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3142  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3143  */
3144 void sched_exec(void)
3145 {
3146         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
3147         new_cpu = select_task_rq(current, SD_BALANCE_EXEC, 0);
3148         put_cpu();
3149         if (new_cpu != this_cpu)
3150                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
3151 }
3152
3153 /*
3154  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
3155  * Both runqueues must be locked.
3156  */
3157 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
3158                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
3159 {
3160         deactivate_task(src_rq, p, 0);
3161         set_task_cpu(p, this_cpu);
3162         activate_task(this_rq, p, 0);
3163         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3164 }
3165
3166 /*
3167  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3168  */
3169 static
3170 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3171                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3172                      int *all_pinned)
3173 {
3174         int tsk_cache_hot = 0;
3175         /*
3176          * We do not migrate tasks that are:
3177          * 1) running (obviously), or
3178          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3179          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3180          */
3181         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3182                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3183                 return 0;
3184         }
3185         *all_pinned = 0;
3186
3187         if (task_running(rq, p)) {
3188                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3189                 return 0;
3190         }
3191
3192         /*
3193          * Aggressive migration if:
3194          * 1) task is cache cold, or
3195          * 2) too many balance attempts have failed.
3196          */
3197
3198         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3199         if (!tsk_cache_hot ||
3200                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3201 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3202                 if (tsk_cache_hot) {
3203                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3204                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3205                 }
3206 #endif
3207                 return 1;
3208         }
3209
3210         if (tsk_cache_hot) {
3211                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3212                 return 0;
3213         }
3214         return 1;
3215 }
3216
3217 static unsigned long
3218 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3219               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3220               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3221               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3222 {
3223         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3224         struct task_struct *p;
3225         long rem_load_move = max_load_move;
3226
3227         if (max_load_move == 0)
3228                 goto out;
3229
3230         pinned = 1;
3231
3232         /*
3233          * Start the load-balancing iterator:
3234          */
3235         p = iterator->start(iterator->arg);
3236 next:
3237         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3238                 goto out;
3239
3240         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3241             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3242                 p = iterator->next(iterator->arg);
3243                 goto next;
3244         }
3245
3246         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3247         pulled++;
3248         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3249
3250 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3251         /*
3252          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3253          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3254          * section.
3255          */
3256         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3257                 goto out;
3258 #endif
3259
3260         /*
3261          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3262          */
3263         if (rem_load_move > 0) {
3264                 if (p->prio < *this_best_prio)
3265                         *this_best_prio = p->prio;
3266                 p = iterator->next(iterator->arg);
3267                 goto next;
3268         }
3269 out:
3270         /*
3271          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3272          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3273          * inside pull_task().
3274          */
3275         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3276
3277         if (all_pinned)
3278                 *all_pinned = pinned;
3279
3280         return max_load_move - rem_load_move;
3281 }
3282
3283 /*
3284  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3285  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3286  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3287  *
3288  * Called with both runqueues locked.
3289  */
3290 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3291                       unsigned long max_load_move,
3292                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3293                       int *all_pinned)
3294 {
3295         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3296         unsigned long total_load_moved = 0;
3297         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3298
3299         do {
3300                 total_load_moved +=
3301                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3302                                 max_load_move - total_load_moved,
3303                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3304                 class = class->next;
3305
3306 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3307                 /*
3308                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3309                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3310                  * the critical section.
3311                  */
3312                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3313                         break;
3314 #endif
3315         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3316
3317         return total_load_moved > 0;
3318 }
3319
3320 static int
3321 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3322                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3323                    struct rq_iterator *iterator)
3324 {
3325         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3326         int pinned = 0;
3327
3328         while (p) {
3329                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3330                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3331                         /*
3332                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3333                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3334                          * stats here rather than inside pull_task().
3335                          */
3336                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3337
3338                         return 1;
3339                 }
3340                 p = iterator->next(iterator->arg);
3341         }
3342
3343         return 0;
3344 }
3345
3346 /*
3347  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3348  * part of active balancing operations within "domain".
3349  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3350  *
3351  * Called with both runqueues locked.
3352  */
3353 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3354                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3355 {
3356         const struct sched_class *class;
3357
3358         for_each_class(class) {
3359                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3360                         return 1;
3361         }
3362
3363         return 0;
3364 }
3365 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3366 /*
3367  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3368  *              during load balancing.
3369  */
3370 struct sd_lb_stats {
3371         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3372         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3373         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3374         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3375         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3376
3377         /** Statistics of this group */
3378         unsigned long this_load;
3379         unsigned long this_load_per_task;
3380         unsigned long this_nr_running;
3381
3382         /* Statistics of the busiest group */
3383         unsigned long max_load;
3384         unsigned long busiest_load_per_task;
3385         unsigned long busiest_nr_running;
3386
3387         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3388 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3389         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3390         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3391         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3392         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3393         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3394         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3395 #endif
3396 };
3397
3398 /*
3399  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3400  */
3401 struct sg_lb_stats {
3402         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3403         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3404         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3405         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3406         unsigned long group_capacity;
3407         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3408 };
3409
3410 /**
3411  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3412  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3413  */
3414 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3415 {
3416         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3417 }
3418
3419 /**
3420  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3421  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3422  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3423  */
3424 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3425                                         enum cpu_idle_type idle)
3426 {
3427         int load_idx;
3428
3429         switch (idle) {
3430         case CPU_NOT_IDLE:
3431                 load_idx = sd->busy_idx;
3432                 break;
3433
3434         case CPU_NEWLY_IDLE:
3435                 load_idx = sd->newidle_idx;
3436                 break;
3437         default:
3438                 load_idx = sd->idle_idx;
3439                 break;
3440         }
3441
3442         return load_idx;
3443 }
3444
3445
3446 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3447 /**
3448  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3449  * the given sched_domain, during load balancing.
3450  *
3451  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3452  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3453  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3454  */
3455 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3456         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3457 {
3458         /*
3459          * Busy processors will not participate in power savings
3460          * balance.
3461          */
3462         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3463                 sds->power_savings_balance = 0;
3464         else {
3465                 sds->power_savings_balance = 1;
3466                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3467                 sds->leader_nr_running = 0;
3468         }
3469 }
3470
3471 /**
3472  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3473  * sched_domain while performing load balancing.
3474  *
3475  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3476  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3477  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3478  *              load balancing ?
3479  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3480  */
3481 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3482         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3483 {
3484
3485         if (!sds->power_savings_balance)
3486                 return;
3487
3488         /*
3489          * If the local group is idle or completely loaded
3490          * no need to do power savings balance at this domain
3491          */
3492         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3493                                 !sds->this_nr_running))
3494                 sds->power_savings_balance = 0;
3495
3496         /*
3497          * If a group is already running at full capacity or idle,
3498          * don't include that group in power savings calculations
3499          */
3500         if (!sds->power_savings_balance ||
3501                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3502                 !sgs->sum_nr_running)
3503                 return;
3504
3505         /*
3506          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3507          * This is the group from where we need to pick up the load
3508          * for saving power
3509          */
3510         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3511             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3512              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3513                 sds->group_min = group;
3514                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3515                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3516                                                 sgs->sum_nr_running;
3517         }
3518
3519         /*
3520          * Calculate the group which is almost near its
3521          * capacity but still has some space to pick up some load
3522          * from other group and save more power
3523          */
3524         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
3525                 return;
3526
3527         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3528             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3529              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3530                 sds->group_leader = group;
3531                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3532         }
3533 }
3534
3535 /**
3536  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3537  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3538  *      under consideration.
3539  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3540  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3541  *
3542  * Description:
3543  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3544  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3545  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3546  *
3547  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3548  * Else returns 0.
3549  */
3550 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3551                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3552 {
3553         if (!sds->power_savings_balance)
3554                 return 0;
3555
3556         if (sds->this != sds->group_leader ||
3557                         sds->group_leader == sds->group_min)
3558                 return 0;
3559
3560         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3561         sds->busiest = sds->group_min;
3562
3563         return 1;
3564
3565 }
3566 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3567 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3568         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3569 {
3570         return;
3571 }
3572
3573 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3574         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3575 {
3576         return;
3577 }
3578
3579 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3580                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3581 {
3582         return 0;
3583 }
3584 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3585
3586
3587 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3588 {
3589         return SCHED_LOAD_SCALE;
3590 }
3591
3592 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3593 {
3594         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3595 }
3596
3597 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3598 {
3599         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3600         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3601
3602         smt_gain /= weight;
3603
3604         return smt_gain;
3605 }
3606
3607 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3608 {
3609         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3610 }
3611
3612 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3613 {
3614         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3615         u64 total, available;
3616
3617         sched_avg_update(rq);
3618
3619         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
3620         available = total - rq->rt_avg;
3621
3622         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
3623                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
3624
3625         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3626
3627         return div_u64(available, total);
3628 }
3629
3630 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3631 {
3632         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3633         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
3634         struct sched_group *sdg = sd->groups;
3635
3636         if (sched_feat(ARCH_POWER))
3637                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
3638         else
3639                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
3640
3641         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3642
3643         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
3644                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
3645                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
3646                 else
3647                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
3648
3649                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3650         }
3651
3652         power *= scale_rt_power(cpu);
3653         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3654
3655         if (!power)
3656                 power = 1;
3657
3658         sdg->cpu_power = power;
3659 }
3660
3661 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3662 {
3663         struct sched_domain *child = sd->child;
3664         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
3665         unsigned long power;
3666
3667         if (!child) {
3668                 update_cpu_power(sd, cpu);
3669                 return;
3670         }
3671
3672         power = 0;
3673
3674         group = child->groups;
3675         do {
3676                 power += group->cpu_power;
3677                 group = group->next;
3678         } while (group != child->groups);
3679
3680         sdg->cpu_power = power;
3681 }
3682
3683 /**
3684  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3685  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
3686  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3687  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3688  * @idle: Idle status of this_cpu
3689  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3690  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3691  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3692  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3693  * @balance: Should we balance.
3694  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3695  */
3696 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
3697                         struct sched_group *group, int this_cpu,
3698                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3699                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3700                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3701 {
3702         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3703         int i;
3704         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3705         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3706         unsigned long avg_load_per_task;
3707
3708         if (local_group) {
3709                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3710                 if (balance_cpu == this_cpu)
3711                         update_group_power(sd, this_cpu);
3712         }
3713
3714         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3715         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3716         max_cpu_load = 0;
3717         min_cpu_load = ~0UL;
3718
3719         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3720                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3721
3722                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3723                         *sd_idle = 0;
3724
3725                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3726                 if (local_group) {
3727                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3728                                 first_idle_cpu = 1;
3729                                 balance_cpu = i;
3730                         }
3731
3732                         load = target_load(i, load_idx);
3733                 } else {
3734                         load = source_load(i, load_idx);
3735                         if (load > max_cpu_load)
3736                                 max_cpu_load = load;
3737                         if (min_cpu_load > load)
3738                                 min_cpu_load = load;
3739                 }
3740
3741                 sgs->group_load += load;
3742                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3743                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3744
3745                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3746         }
3747
3748         /*
3749          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3750          * is eligible for doing load balancing at this and above
3751          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3752          * to do the newly idle load balance.
3753          */
3754         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3755             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3756                 *balance = 0;
3757                 return;
3758         }
3759
3760         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3761         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
3762
3763
3764         /*
3765          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3766          * than the average weight of two tasks.
3767          *
3768          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3769          *      might not be a suitable number - should we keep a
3770          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3771          *      the hierarchy?
3772          */
3773         avg_load_per_task = (sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3774                 group->cpu_power;
3775
3776         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3777                 sgs->group_imb = 1;
3778
3779         sgs->group_capacity =
3780                 DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
3781 }
3782
3783 /**
3784  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3785  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3786  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3787  * @idle: Idle status of this_cpu
3788  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3789  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3790  * @balance: Should we balance.
3791  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3792  */
3793 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3794                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3795                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3796                         struct sd_lb_stats *sds)
3797 {
3798         struct sched_domain *child = sd->child;
3799         struct sched_group *group = sd->groups;
3800         struct sg_lb_stats sgs;
3801         int load_idx, prefer_sibling = 0;
3802
3803         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
3804                 prefer_sibling = 1;
3805
3806         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3807         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3808
3809         do {
3810                 int local_group;
3811
3812                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3813                                                sched_group_cpus(group));
3814                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3815                 update_sg_lb_stats(sd, group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3816                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3817
3818                 if (local_group && balance && !(*balance))
3819                         return;
3820
3821                 sds->total_load += sgs.group_load;
3822                 sds->total_pwr += group->cpu_power;
3823
3824                 /*
3825                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
3826                  * first, lower the group capacity to one so that we'll try
3827                  * and move all the excess tasks away.
3828                  */
3829                 if (prefer_sibling)
3830                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
3831
3832                 if (local_group) {
3833                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3834                         sds->this = group;
3835                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3836                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3837                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3838                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3839                                 sgs.group_imb)) {
3840                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3841                         sds->busiest = group;
3842                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3843                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3844                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3845                 }
3846
3847                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3848                 group = group->next;
3849         } while (group != sd->groups);
3850 }
3851
3852 /**
3853  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3854  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3855  *                      load balancing.
3856  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3857  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3858  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3859  */
3860 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3861                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3862 {
3863         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3864         unsigned int imbn = 2;
3865
3866         if (sds->this_nr_running) {
3867                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3868                 if (sds->busiest_load_per_task >
3869                                 sds->this_load_per_task)
3870                         imbn = 1;
3871         } else
3872                 sds->this_load_per_task =
3873                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3874
3875         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3876                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3877                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3878                 return;
3879         }
3880
3881         /*
3882          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3883          * however we may be able to increase total CPU power used by
3884          * moving them.
3885          */
3886
3887         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
3888                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3889         pwr_now += sds->this->cpu_power *
3890                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3891         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3892
3893         /* Amount of load we'd subtract */
3894         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3895                 sds->busiest->cpu_power;
3896         if (sds->max_load > tmp)
3897                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
3898                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3899
3900         /* Amount of load we'd add */
3901         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
3902                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3903                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
3904                         sds->this->cpu_power;
3905         else
3906                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3907                         sds->this->cpu_power;
3908         pwr_move += sds->this->cpu_power *
3909                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3910         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3911
3912         /* Move if we gain throughput */
3913         if (pwr_move > pwr_now)
3914                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3915 }
3916
3917 /**
3918  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3919  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3920  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3921  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3922  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3923  */
3924 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3925                 unsigned long *imbalance)
3926 {
3927         unsigned long max_pull;
3928         /*
3929          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3930          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3931          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3932          */
3933         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3934                 *imbalance = 0;
3935                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3936         }
3937
3938         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3939         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3940                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3941
3942         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3943         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
3944                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
3945                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3946
3947         /*
3948          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3949          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3950          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3951          * moved
3952          */
3953         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3954                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3955
3956 }
3957 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3958
3959 /**
3960  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3961  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3962  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3963  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3964  * such a group exists.
3965  *
3966  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3967  * to restore balance.
3968  *
3969  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3970  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3971  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3972  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3973  * @idle: The idle status of this_cpu.
3974  * @sd_idle: The idleness of sd
3975  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3976  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3977  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3978  *
3979  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3980  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3981  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3982  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3983  */
3984 static struct sched_group *
3985 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3986                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3987                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
3988 {
3989         struct sd_lb_stats sds;
3990
3991         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
3992
3993         /*
3994          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
3995          * this level.
3996          */
3997         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
3998                                         balance, &sds);
3999
4000         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
4001         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
4002          *    at this level.
4003          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
4004          * 3) This group is the busiest group.
4005          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
4006          *    sched_domain.
4007          * 5) The imbalance is within the specified limit.
4008          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
4009          */
4010         if (balance && !(*balance))
4011                 goto ret;
4012
4013         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4014                 goto out_balanced;
4015
4016         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4017                 goto out_balanced;
4018
4019         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4020
4021         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4022                 goto out_balanced;
4023
4024         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4025                 goto out_balanced;
4026
4027         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
4028         if (sds.group_imb)
4029                 sds.busiest_load_per_task =
4030                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
4031
4032         /*
4033          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4034          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4035          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
4036          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
4037          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
4038          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
4039          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
4040          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
4041          * appear as very large values with unsigned longs.
4042          */
4043         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
4044                 goto out_balanced;
4045
4046         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4047         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
4048         return sds.busiest;
4049
4050 out_balanced:
4051         /*
4052          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
4053          * to save power.
4054          */
4055         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
4056                 return sds.busiest;
4057 ret:
4058         *imbalance = 0;
4059         return NULL;
4060 }
4061
4062 /*
4063  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4064  */
4065 static struct rq *
4066 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
4067                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
4068 {
4069         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4070         unsigned long max_load = 0;
4071         int i;
4072
4073         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4074                 unsigned long power = power_of(i);
4075                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
4076                 unsigned long wl;
4077
4078                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
4079                         continue;
4080
4081                 rq = cpu_rq(i);
4082                 wl = weighted_cpuload(i) * SCHED_LOAD_SCALE;
4083                 wl /= power;
4084
4085                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
4086                         continue;
4087
4088                 if (wl > max_load) {
4089                         max_load = wl;
4090                         busiest = rq;
4091                 }
4092         }
4093
4094         return busiest;
4095 }
4096
4097 /*
4098  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4099  * so long as it is large enough.
4100  */
4101 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4102
4103 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4104 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4105
4106 /*
4107  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4108  * tasks if there is an imbalance.
4109  */
4110 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4111                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4112                         int *balance)
4113 {
4114         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
4115         struct sched_group *group;
4116         unsigned long imbalance;
4117         struct rq *busiest;
4118         unsigned long flags;
4119         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4120
4121         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4122
4123         /*
4124          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4125          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4126          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
4127          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4128          */
4129         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4130             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4131                 sd_idle = 1;
4132
4133         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4134
4135 redo:
4136         update_shares(sd);
4137         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
4138                                    cpus, balance);
4139
4140         if (*balance == 0)
4141                 goto out_balanced;
4142
4143         if (!group) {
4144                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4145                 goto out_balanced;
4146         }
4147
4148         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
4149         if (!busiest) {
4150                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4151                 goto out_balanced;
4152         }
4153
4154         BUG_ON(busiest == this_rq);
4155
4156         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
4157
4158         ld_moved = 0;
4159         if (busiest->nr_running > 1) {
4160                 /*
4161                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4162                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4163                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4164                  * correctly treated as an imbalance.
4165                  */
4166                 local_irq_save(flags);
4167                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4168                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4169                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
4170                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4171                 local_irq_restore(flags);
4172
4173                 /*
4174                  * some other cpu did the load balance for us.
4175                  */
4176                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
4177                         resched_cpu(this_cpu);
4178
4179                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4180                 if (unlikely(all_pinned)) {
4181                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4182                         if (!cpumask_empty(cpus))
4183                                 goto redo;
4184                         goto out_balanced;
4185                 }
4186         }
4187
4188         if (!ld_moved) {
4189                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4190                 sd->nr_balance_failed++;
4191
4192                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
4193
4194                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4195
4196                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
4197                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4198                          */
4199                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4200                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4201                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4202                                 all_pinned = 1;
4203                                 goto out_one_pinned;
4204                         }
4205
4206                         if (!busiest->active_balance) {
4207                                 busiest->active_balance = 1;
4208                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4209                                 active_balance = 1;
4210                         }
4211                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4212                         if (active_balance)
4213                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
4214
4215                         /*
4216                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4217                          * counter.
4218                          */
4219                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4220                 }
4221         } else
4222                 sd->nr_balance_failed = 0;
4223
4224         if (likely(!active_balance)) {
4225                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4226                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4227         } else {
4228                 /*
4229                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4230                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4231                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4232                  * move_tasks).
4233                  */
4234                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4235                         sd->balance_interval *= 2;
4236         }
4237
4238         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4239             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4240                 ld_moved = -1;
4241
4242         goto out;
4243
4244 out_balanced:
4245         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4246
4247         sd->nr_balance_failed = 0;
4248
4249 out_one_pinned:
4250         /* tune up the balancing interval */
4251         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4252                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4253                 sd->balance_interval *= 2;
4254
4255         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4256             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4257                 ld_moved = -1;
4258         else
4259                 ld_moved = 0;
4260 out:
4261         if (ld_moved)
4262                 update_shares(sd);
4263         return ld_moved;
4264 }
4265
4266 /*
4267  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4268  * tasks if there is an imbalance.
4269  *
4270  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
4271  * this_rq is locked.
4272  */
4273 static int
4274 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
4275 {
4276         struct sched_group *group;
4277         struct rq *busiest = NULL;
4278         unsigned long imbalance;
4279         int ld_moved = 0;
4280         int sd_idle = 0;
4281         int all_pinned = 0;
4282         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4283
4284         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4285
4286         /*
4287          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4288          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4289          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
4290          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4291          */
4292         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4293             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4294                 sd_idle = 1;
4295
4296         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
4297 redo:
4298         update_shares_locked(this_rq, sd);
4299         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
4300                                    &sd_idle, cpus, NULL);
4301         if (!group) {
4302                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
4303                 goto out_balanced;
4304         }
4305
4306         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
4307         if (!busiest) {
4308                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
4309                 goto out_balanced;
4310         }
4311
4312         BUG_ON(busiest == this_rq);
4313
4314         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
4315
4316         ld_moved = 0;
4317         if (busiest->nr_running > 1) {
4318                 /* Attempt to move tasks */
4319                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4320                 /* this_rq->clock is already updated */
4321                 update_rq_clock(busiest);
4322                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4323                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
4324                                         &all_pinned);
4325                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4326
4327                 if (unlikely(all_pinned)) {
4328                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4329                         if (!cpumask_empty(cpus))
4330                                 goto redo;
4331                 }
4332         }
4333
4334         if (!ld_moved) {
4335                 int active_balance = 0;
4336
4337                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
4338                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4339                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4340                         return -1;
4341
4342                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4343                         return -1;
4344
4345                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
4346                         return -1;
4347
4348                 /*
4349                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4350                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4351                  * package. The same method used to move task in load_balance()
4352                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
4353                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
4354                  *
4355                  * The package power saving logic comes from
4356                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
4357                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
4358                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4359                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4360                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4361                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4362                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4363                  *
4364                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4365                  * will be more than one task in the source run queue and
4366                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4367                  * active balance code will not be triggered.
4368                  */
4369
4370                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
4371                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4372
4373                 /*
4374                  * don't kick the migration_thread, if the curr
4375                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4376                  */
4377                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4378                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4379                         all_pinned = 1;
4380                         return ld_moved;
4381                 }
4382
4383                 if (!busiest->active_balance) {
4384                         busiest->active_balance = 1;
4385                         busiest->push_cpu = this_cpu;
4386                         active_balance = 1;
4387                 }
4388
4389                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4390                 /*
4391                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
4392                  */
4393                 spin_unlock(&this_rq->lock);
4394                 if (active_balance)
4395                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
4396                 spin_lock(&this_rq->lock);
4397
4398         } else
4399                 sd->nr_balance_failed = 0;
4400
4401         update_shares_locked(this_rq, sd);
4402         return ld_moved;
4403
4404 out_balanced:
4405         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
4406         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4407             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4408                 return -1;
4409         sd->nr_balance_failed = 0;
4410
4411         return 0;
4412 }
4413
4414 /*
4415  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4416  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4417  */
4418 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4419 {
4420         struct sched_domain *sd;
4421         int pulled_task = 0;
4422         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4423
4424         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
4425
4426         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
4427                 return;
4428
4429         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4430                 unsigned long interval;
4431
4432                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4433                         continue;
4434
4435                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
4436                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4437                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
4438                                                            sd);
4439
4440                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4441                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4442                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4443                 if (pulled_task) {
4444                         this_rq->idle_stamp = 0;
4445                         break;
4446                 }
4447         }
4448         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4449                 /*
4450                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4451                  * a busy processor. So reset next_balance.
4452                  */
4453                 this_rq->next_balance = next_balance;
4454         }
4455 }
4456
4457 /*
4458  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
4459  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
4460  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
4461  * logical imbalances.
4462  *
4463  * Called with busiest_rq locked.
4464  */
4465 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
4466 {
4467         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4468         struct sched_domain *sd;
4469         struct rq *target_rq;
4470
4471         /* Is there any task to move? */
4472         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4473                 return;
4474
4475         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4476
4477         /*
4478          * This condition is "impossible", if it occurs
4479          * we need to fix it. Originally reported by
4480          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4481          */
4482         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4483
4484         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4485         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4486         update_rq_clock(busiest_rq);
4487         update_rq_clock(target_rq);
4488
4489         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4490         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4491                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4492                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4493                                 break;
4494         }
4495
4496         if (likely(sd)) {
4497                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4498
4499                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4500                                   sd, CPU_IDLE))
4501                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4502                 else
4503                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4504         }
4505         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4506 }
4507
4508 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4509 static struct {
4510         atomic_t load_balancer;
4511         cpumask_var_t cpu_mask;
4512         cpumask_var_t ilb_grp_nohz_mask;
4513 } nohz ____cacheline_aligned = {
4514         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
4515 };
4516
4517 int get_nohz_load_balancer(void)
4518 {
4519         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
4520 }
4521
4522 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
4523 /**
4524  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
4525  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
4526  *              be returned.
4527  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
4528  *              for the given cpu.
4529  *
4530  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
4531  */
4532 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
4533 {
4534         struct sched_domain *sd;
4535
4536         for_each_domain(cpu, sd)
4537                 if (sd && (sd->flags & flag))
4538                         break;
4539
4540         return sd;
4541 }
4542
4543 /**
4544  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
4545  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
4546  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
4547  *              for cpu.
4548  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
4549  *
4550  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
4551  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
4552  */
4553 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
4554         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
4555                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
4556
4557 /**
4558  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
4559  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
4560  *
4561  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
4562  *
4563  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
4564  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
4565  * sched_group is semi-idle or not.
4566  */
4567 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
4568 {
4569         cpumask_and(nohz.ilb_grp_nohz_mask, nohz.cpu_mask,
4570                                         sched_group_cpus(ilb_group));
4571
4572         /*
4573          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
4574          * and atleast one idle cpu.
4575          */
4576         if (cpumask_empty(nohz.ilb_grp_nohz_mask))
4577                 return 0;
4578
4579         if (cpumask_equal(nohz.ilb_grp_nohz_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
4580                 return 0;
4581
4582         return 1;
4583 }
4584 /**
4585  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
4586  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
4587  *
4588  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
4589  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
4590  *
4591  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
4592  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
4593  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
4594  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
4595  */
4596 static int find_new_ilb(int cpu)
4597 {
4598         struct sched_domain *sd;
4599         struct sched_group *ilb_group;
4600
4601         /*
4602          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
4603          * when power-aware load balancing is enabled
4604          */
4605         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
4606                 goto out_done;
4607
4608         /*
4609          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
4610          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
4611          */
4612         if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) < 2)
4613                 goto out_done;
4614
4615         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
4616                 ilb_group = sd->groups;
4617
4618                 do {
4619                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
4620                                 return cpumask_first(nohz.ilb_grp_nohz_mask);
4621
4622                         ilb_group = ilb_group->next;
4623
4624                 } while (ilb_group != sd->groups);
4625         }
4626
4627 out_done:
4628         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4629 }
4630 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
4631 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4632 {
4633         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4634 }
4635 #endif
4636
4637 /*
4638  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4639  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4640  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
4641  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
4642  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
4643  * arrives...
4644  *
4645  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
4646  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
4647  * nohz.cpu_mask..
4648  *
4649  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
4650  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
4651  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
4652  * there is no need for ilb owner.
4653  *
4654  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
4655  * next busy scheduler_tick()
4656  */
4657 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4658 {
4659         int cpu = smp_processor_id();
4660
4661         if (stop_tick) {
4662                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
4663
4664                 if (!cpu_active(cpu)) {
4665                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4666                                 return 0;
4667
4668                         /*
4669                          * If we are going offline and still the leader,
4670                          * give up!
4671                          */
4672                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4673                                 BUG();
4674
4675                         return 0;
4676                 }
4677
4678                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4679
4680                 /* time for ilb owner also to sleep */
4681                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_active_cpus()) {
4682                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4683                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4684                         return 0;
4685                 }
4686
4687                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4688                         /* make me the ilb owner */
4689                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
4690                                 return 1;
4691                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4692                         int new_ilb;
4693
4694                         if (!(sched_smt_power_savings ||
4695                                                 sched_mc_power_savings))
4696                                 return 1;
4697                         /*
4698                          * Check to see if there is a more power-efficient
4699                          * ilb.
4700                          */
4701                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
4702                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
4703                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4704                                 resched_cpu(new_ilb);
4705                                 return 0;
4706                         }
4707                         return 1;
4708                 }
4709         } else {
4710                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4711                         return 0;
4712
4713                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4714
4715                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4716                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4717                                 BUG();
4718         }
4719         return 0;
4720 }
4721 #endif
4722
4723 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4724
4725 /*
4726  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4727  * and initiates a balancing operation if so.
4728  *
4729  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4730  */
4731 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4732 {
4733         int balance = 1;
4734         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4735         unsigned long interval;
4736         struct sched_domain *sd;
4737         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4738         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4739         int update_next_balance = 0;
4740         int need_serialize;
4741
4742         for_each_domain(cpu, sd) {
4743                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4744                         continue;
4745
4746                 interval = sd->balance_interval;
4747                 if (idle != CPU_IDLE)
4748                         interval *= sd->busy_factor;
4749
4750                 /* scale ms to jiffies */
4751                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4752                 if (unlikely(!interval))
4753                         interval = 1;
4754                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
4755                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
4756
4757                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4758
4759                 if (need_serialize) {
4760                         if (!spin_trylock(&balancing))
4761                                 goto out;
4762                 }
4763
4764                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4765                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4766                                 /*
4767                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4768                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
4769                                  * not idle.
4770                                  */
4771                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4772                         }
4773                         sd->last_balance = jiffies;
4774                 }
4775                 if (need_serialize)
4776                         spin_unlock(&balancing);
4777 out:
4778                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4779                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4780                         update_next_balance = 1;
4781                 }
4782
4783                 /*
4784                  * Stop the load balance at this level. There is another
4785                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4786                  * actively.
4787                  */
4788                 if (!balance)
4789                         break;
4790         }
4791
4792         /*
4793          * next_balance will be updated only when there is a need.
4794          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4795          * updated.
4796          */
4797         if (likely(update_next_balance))
4798                 rq->next_balance = next_balance;
4799 }
4800
4801 /*
4802  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4803  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
4804  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4805  */
4806 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4807 {
4808         int this_cpu = smp_processor_id();
4809         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4810         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
4811                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4812
4813         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4814
4815 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4816         /*
4817          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
4818          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4819          * stopped.
4820          */
4821         if (this_rq->idle_at_tick &&
4822             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
4823                 struct rq *rq;
4824                 int balance_cpu;
4825
4826                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
4827                         if (balance_cpu == this_cpu)
4828                                 continue;
4829
4830                         /*
4831                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4832                          * work being done for other cpus. Next load
4833                          * balancing owner will pick it up.
4834                          */
4835                         if (need_resched())
4836                                 break;
4837
4838                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4839
4840                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
4841                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4842                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4843                 }
4844         }
4845 #endif
4846 }
4847
4848 static inline int on_null_domain(int cpu)
4849 {
4850         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
4851 }
4852
4853 /*
4854  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4855  *
4856  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
4857  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
4858  * if the whole system is idle.
4859  */
4860 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4861 {
4862 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4863         /*
4864          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4865          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4866          * load balancer.
4867          */
4868         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4869                 rq->in_nohz_recently = 0;
4870
4871                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4872                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4873                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4874                 }
4875
4876                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4877                         int ilb = find_new_ilb(cpu);
4878
4879                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4880                                 resched_cpu(ilb);
4881                 }
4882         }
4883
4884         /*
4885          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4886          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4887          */
4888         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4889             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4890                 resched_cpu(cpu);
4891                 return;
4892         }
4893
4894         /*
4895          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4896          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4897          */
4898         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4899             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4900                 return;
4901 #endif
4902         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4903         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4904             likely(!on_null_domain(cpu)))
4905                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4906 }
4907
4908 #else   /* CONFIG_SMP */
4909
4910 /*
4911  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4912  */
4913 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4914 {
4915 }
4916
4917 #endif
4918
4919 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4920
4921 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4922
4923 /*
4924  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4925  * @p in case that task is currently running.
4926  *
4927  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4928  */
4929 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4930 {
4931         u64 ns = 0;
4932
4933         if (task_current(rq, p)) {
4934                 update_rq_clock(rq);
4935                 ns = rq->clock - p->se.exec_start;
4936                 if ((s64)ns < 0)
4937                         ns = 0;
4938         }
4939
4940         return ns;
4941 }
4942
4943 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4944 {
4945         unsigned long flags;
4946         struct rq *rq;
4947         u64 ns = 0;
4948
4949         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4950         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4951         task_rq_unlock(rq, &flags);
4952
4953         return ns;
4954 }
4955
4956 /*
4957  * Return accounted runtime for the task.
4958  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4959  * pending runtime that have not been accounted yet.
4960  */
4961 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4962 {
4963         unsigned long flags;
4964         struct rq *rq;
4965         u64 ns = 0;
4966
4967         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4968         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4969         task_rq_unlock(rq, &flags);
4970
4971         return ns;
4972 }
4973
4974 /*
4975  * Return sum_exec_runtime for the thread group.
4976  * In case the task is currently running, return the sum plus current's
4977  * pending runtime that have not been accounted yet.
4978  *
4979  * Note that the thread group might have other running tasks as well,
4980  * so the return value not includes other pending runtime that other
4981  * running tasks might have.
4982  */
4983 unsigned long long thread_group_sched_runtime(struct task_struct *p)
4984 {
4985         struct task_cputime totals;
4986         unsigned long flags;
4987         struct rq *rq;
4988         u64 ns;
4989
4990         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4991         thread_group_cputime(p, &totals);
4992         ns = totals.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4993         task_rq_unlock(rq, &flags);
4994
4995         return ns;
4996 }
4997
4998 /*
4999  * Account user cpu time to a process.
5000  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5001  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
5002  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5003  */
5004 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5005                        cputime_t cputime_scaled)
5006 {
5007         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5008         cputime64_t tmp;
5009
5010         /* Add user time to process. */
5011         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5012         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5013         account_group_user_time(p, cputime);
5014
5015         /* Add user time to cpustat. */
5016         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5017         if (TASK_NICE(p) > 0)
5018                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
5019         else
5020                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5021
5022         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
5023         /* Account for user time used */
5024         acct_update_integrals(p);
5025 }
5026
5027 /*
5028  * Account guest cpu time to a process.
5029  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5030  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
5031  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5032  */
5033 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5034                                cputime_t cputime_scaled)
5035 {
5036         cputime64_t tmp;
5037         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5038
5039         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5040
5041         /* Add guest time to process. */
5042         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5043         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5044         account_group_user_time(p, cputime);
5045         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
5046
5047         /* Add guest time to cpustat. */
5048         if (TASK_NICE(p) > 0) {
5049                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
5050                 cpustat->guest_nice = cputime64_add(cpustat->guest_nice, tmp);
5051         } else {
5052                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5053                 cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
5054         }
5055 }
5056
5057 /*
5058  * Account system cpu time to a process.
5059  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5060  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
5061  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
5062  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5063  */
5064 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
5065                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
5066 {
5067         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5068         cputime64_t tmp;
5069
5070         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
5071                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
5072                 return;
5073         }
5074
5075         /* Add system time to process. */
5076         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
5077         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
5078         account_group_system_time(p, cputime);
5079
5080         /* Add system time to cpustat. */
5081         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5082         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
5083                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
5084         else if (softirq_count())
5085                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
5086         else
5087                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
5088
5089         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
5090
5091         /* Account for system time used */
5092         acct_update_integrals(p);
5093 }
5094
5095 /*
5096  * Account for involuntary wait time.
5097  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
5098  */
5099 void account_steal_time(cputime_t cputime)
5100 {
5101         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5102         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5103
5104         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
5105 }
5106
5107 /*
5108  * Account for idle time.
5109  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
5110  */
5111 void account_idle_time(cputime_t cputime)
5112 {
5113         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5114         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5115         struct rq *rq = this_rq();
5116
5117         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
5118                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
5119         else
5120                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
5121 }
5122
5123 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5124
5125 /*
5126  * Account a single tick of cpu time.
5127  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5128  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
5129  */
5130 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
5131 {
5132         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
5133         struct rq *rq = this_rq();
5134
5135         if (user_tick)
5136                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
5137         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
5138                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
5139                                     one_jiffy_scaled);
5140         else
5141                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
5142 }
5143
5144 /*
5145  * Account multiple ticks of steal time.
5146  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
5147  * @ticks: number of stolen ticks
5148  */
5149 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
5150 {
5151         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5152 }
5153
5154 /*
5155  * Account multiple ticks of idle time.
5156  * @ticks: number of stolen ticks
5157  */
5158 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
5159 {
5160         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5161 }
5162
5163 #endif
5164
5165 /*
5166  * Use precise platform statistics if available:
5167  */
5168 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5169 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5170 {
5171         *ut = p->utime;
5172         *st = p->stime;
5173 }
5174
5175 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5176 {
5177         struct task_cputime cputime;
5178
5179         thread_group_cputime(p, &cputime);
5180
5181         *ut = cputime.utime;
5182         *st = cputime.stime;
5183 }
5184 #else
5185
5186 #ifndef nsecs_to_cputime
5187 # define nsecs_to_cputime(__nsecs)      nsecs_to_jiffies(__nsecs)
5188 #endif
5189
5190 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5191 {
5192         cputime_t rtime, utime = p->utime, total = cputime_add(utime, p->stime);
5193
5194         /*
5195          * Use CFS's precise accounting:
5196          */
5197         rtime = nsecs_to_cputime(p->se.sum_exec_runtime);
5198
5199         if (total) {
5200                 u64 temp;
5201
5202                 temp = (u64)(rtime * utime);
5203                 do_div(temp, total);
5204                 utime = (cputime_t)temp;
5205         } else
5206                 utime = rtime;
5207
5208         /*
5209          * Compare with previous values, to keep monotonicity:
5210          */
5211         p->prev_utime = max(p->prev_utime, utime);
5212         p->prev_stime = max(p->prev_stime, cputime_sub(rtime, p->prev_utime));
5213
5214         *ut = p->prev_utime;
5215         *st = p->prev_stime;
5216 }
5217
5218 /*
5219  * Must be called with siglock held.
5220  */
5221 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5222 {
5223         struct signal_struct *sig = p->signal;
5224         struct task_cputime cputime;
5225         cputime_t rtime, utime, total;
5226
5227         thread_group_cputime(p, &cputime);
5228
5229         total = cputime_add(cputime.utime, cputime.stime);
5230         rtime = nsecs_to_cputime(cputime.sum_exec_runtime);
5231
5232         if (total) {
5233                 u64 temp;
5234
5235                 temp = (u64)(rtime * cputime.utime);
5236                 do_div(temp, total);
5237                 utime = (cputime_t)temp;
5238         } else
5239                 utime = rtime;
5240
5241         sig->prev_utime = max(sig->prev_utime, utime);
5242         sig->prev_stime = max(sig->prev_stime,
5243                               cputime_sub(rtime, sig->prev_utime));
5244
5245         *ut = sig->prev_utime;
5246         *st = sig->prev_stime;
5247 }
5248 #endif
5249
5250 /*
5251  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5252  * We call it with interrupts disabled.
5253  *
5254  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
5255  * timeslices.
5256  */
5257 void scheduler_tick(void)
5258 {
5259         int cpu = smp_processor_id();
5260         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5261         struct task_struct *curr = rq->curr;
5262
5263         sched_clock_tick();
5264
5265         spin_lock(&rq->lock);
5266         update_rq_clock(rq);
5267         update_cpu_load(rq);
5268         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5269         spin_unlock(&rq->lock);
5270
5271         perf_event_task_tick(curr, cpu);
5272
5273 #ifdef CONFIG_SMP
5274         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
5275         trigger_load_balance(rq, cpu);
5276 #endif
5277 }
5278
5279 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
5280 {
5281         if (in_lock_functions(addr)) {
5282                 addr = CALLER_ADDR2;
5283                 if (in_lock_functions(addr))
5284                         addr = CALLER_ADDR3;
5285         }
5286         return addr;
5287 }
5288
5289 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5290                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
5291
5292 void __kprobes add_preempt_count(int val)
5293 {
5294 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5295         /*
5296          * Underflow?
5297          */
5298         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5299                 return;
5300 #endif
5301         preempt_count() += val;
5302 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5303         /*
5304          * Spinlock count overflowing soon?
5305          */
5306         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5307                                 PREEMPT_MASK - 10);
5308 #endif
5309         if (preempt_count() == val)
5310                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5311 }
5312 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
5313
5314 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
5315 {
5316 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5317         /*
5318          * Underflow?
5319          */
5320         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5321                 return;
5322         /*
5323          * Is the spinlock portion underflowing?
5324          */
5325         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5326                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5327                 return;
5328 #endif
5329
5330         if (preempt_count() == val)
5331                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5332         preempt_count() -= val;
5333 }
5334 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
5335
5336 #endif
5337
5338 /*
5339  * Print scheduling while atomic bug:
5340  */
5341 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5342 {
5343         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
5344
5345         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5346                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5347
5348         debug_show_held_locks(prev);
5349         print_modules();
5350         if (irqs_disabled())
5351                 print_irqtrace_events(prev);
5352
5353         if (regs)
5354                 show_regs(regs);
5355         else
5356                 dump_stack();
5357 }
5358
5359 /*
5360  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5361  */
5362 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
5363 {
5364         /*
5365          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
5366          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
5367          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
5368          */
5369         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
5370                 __schedule_bug(prev);
5371
5372         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5373
5374         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
5375 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5376         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
5377                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
5378                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
5379         }
5380 #endif
5381 }
5382
5383 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5384 {
5385         if (prev->state == TASK_RUNNING) {
5386                 u64 runtime = prev->se.sum_exec_runtime;
5387
5388                 runtime -= prev->se.prev_sum_exec_runtime;
5389                 runtime = min_t(u64, runtime, 2*sysctl_sched_migration_cost);
5390
5391                 /*
5392                  * In order to avoid avg_overlap growing stale when we are
5393                  * indeed overlapping and hence not getting put to sleep, grow
5394                  * the avg_overlap on preemption.
5395                  *
5396                  * We use the average preemption runtime because that
5397                  * correlates to the amount of cache footprint a task can
5398                  * build up.
5399                  */
5400                 update_avg(&prev->se.avg_overlap, runtime);
5401         }
5402         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
5403 }
5404
5405 /*
5406  * Pick up the highest-prio task:
5407  */
5408 static inline struct task_struct *
5409 pick_next_task(struct rq *rq)
5410 {
5411         const struct sched_class *class;
5412         struct task_struct *p;
5413
5414         /*
5415          * Optimization: we know that if all tasks are in
5416          * the fair class we can call that function directly:
5417          */
5418         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
5419                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
5420                 if (likely(p))
5421                         return p;
5422         }
5423
5424         class = sched_class_highest;
5425         for ( ; ; ) {
5426                 p = class->pick_next_task(rq);
5427                 if (p)
5428                         return p;
5429                 /*
5430                  * Will never be NULL as the idle class always
5431                  * returns a non-NULL p:
5432                  */
5433                 class = class->next;
5434         }
5435 }
5436
5437 /*
5438  * schedule() is the main scheduler function.
5439  */
5440 asmlinkage void __sched schedule(void)
5441 {
5442         struct task_struct *prev, *next;
5443         unsigned long *switch_count;
5444         struct rq *rq;
5445         int cpu;
5446
5447 need_resched:
5448         preempt_disable();
5449         cpu = smp_processor_id();
5450         rq = cpu_rq(cpu);
5451         rcu_sched_qs(cpu);
5452         prev = rq->curr;
5453         switch_count = &prev->nivcsw;
5454
5455         release_kernel_lock(prev);
5456 need_resched_nonpreemptible:
5457
5458         schedule_debug(prev);
5459
5460         if (sched_feat(HRTICK))
5461                 hrtick_clear(rq);
5462
5463         spin_lock_irq(&rq->lock);
5464         update_rq_clock(rq);
5465         clear_tsk_need_resched(prev);
5466
5467         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
5468                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
5469                         prev->state = TASK_RUNNING;
5470                 else
5471                         deactivate_task(rq, prev, 1);
5472                 switch_count = &prev->nvcsw;
5473         }
5474
5475         pre_schedule(rq, prev);
5476
5477         if (unlikely(!rq->nr_running))
5478                 idle_balance(cpu, rq);
5479
5480         put_prev_task(rq, prev);
5481         next = pick_next_task(rq);
5482
5483         if (likely(prev != next)) {
5484                 sched_info_switch(prev, next);
5485                 perf_event_task_sched_out(prev, next, cpu);
5486
5487                 rq->nr_switches++;
5488                 rq->curr = next;
5489                 ++*switch_count;
5490
5491                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
5492                 /*
5493                  * the context switch might have flipped the stack from under
5494                  * us, hence refresh the local variables.
5495                  */
5496                 cpu = smp_processor_id();
5497                 rq = cpu_rq(cpu);
5498         } else
5499                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
5500
5501         post_schedule(rq);
5502
5503         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
5504                 goto need_resched_nonpreemptible;
5505
5506         preempt_enable_no_resched();
5507         if (need_resched())
5508                 goto need_resched;
5509 }
5510 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5511
5512 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
5513 /*
5514  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
5515  * access and not reliable.
5516  */
5517 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct thread_info *owner)
5518 {
5519         unsigned int cpu;
5520         struct rq *rq;
5521
5522         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
5523                 return 0;
5524
5525 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
5526         /*
5527          * Need to access the cpu field knowing that
5528          * DEBUG_PAGEALLOC could have unmapped it if
5529          * the mutex owner just released it and exited.
5530          */
5531         if (probe_kernel_address(&owner->cpu, cpu))
5532                 goto out;
5533 #else
5534         cpu = owner->cpu;
5535 #endif
5536
5537         /*
5538          * Even if the access succeeded (likely case),
5539          * the cpu field may no longer be valid.
5540          */
5541         if (cpu >= nr_cpumask_bits)
5542                 goto out;
5543
5544         /*
5545          * We need to validate that we can do a
5546          * get_cpu() and that we have the percpu area.
5547          */
5548         if (!cpu_online(cpu))
5549                 goto out;
5550
5551         rq = cpu_rq(cpu);
5552
5553         for (;;) {
5554                 /*
5555                  * Owner changed, break to re-assess state.
5556                  */
5557                 if (lock->owner != owner)
5558                         break;
5559
5560                 /*
5561                  * Is that owner really running on that cpu?
5562                  */
5563                 if (task_thread_info(rq->curr) != owner || need_resched())
5564                         return 0;
5565
5566                 cpu_relax();
5567         }
5568 out:
5569         return 1;
5570 }
5571 #endif
5572
5573 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5574 /*
5575  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5576  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
5577  * occur there and call schedule directly.
5578  */
5579 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
5580 {
5581         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5582
5583         /*
5584          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5585          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5586          */
5587         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
5588                 return;
5589
5590         do {
5591                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5592                 schedule();
5593                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5594
5595                 /*
5596                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5597                  * between schedule and now.
5598                  */
5599                 barrier();
5600         } while (need_resched());
5601 }
5602 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5603
5604 /*
5605  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
5606  * off of irq context.
5607  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5608  * protect us against recursive calling from irq.
5609  */
5610 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
5611 {
5612         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5613
5614         /* Catch callers which need to be fixed */
5615         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
5616
5617         do {
5618                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5619                 local_irq_enable();
5620                 schedule();
5621                 local_irq_disable();
5622                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5623
5624                 /*
5625                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5626                  * between schedule and now.
5627                  */
5628                 barrier();
5629         } while (need_resched());
5630 }
5631
5632 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
5633
5634 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
5635                           void *key)
5636 {
5637         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
5638 }
5639 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5640
5641 /*
5642  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
5643  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
5644  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
5645  *
5646  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
5647  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
5648  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
5649  */
5650 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5651                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
5652 {
5653         wait_queue_t *curr, *next;
5654
5655         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
5656                 unsigned flags = curr->flags;
5657
5658                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
5659                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
5660                         break;
5661         }
5662 }
5663
5664 /**
5665  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
5666  * @q: the waitqueue
5667  * @mode: which threads
5668  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5669  * @key: is directly passed to the wakeup function
5670  *
5671  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5672  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5673  */
5674 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5675                         int nr_exclusive, void *key)
5676 {
5677         unsigned long flags;
5678
5679         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5680         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
5681         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5682 }
5683 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
5684
5685 /*
5686  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
5687  */
5688 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
5689 {
5690         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
5691 }
5692
5693 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
5694 {
5695         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
5696 }
5697
5698 /**
5699  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
5700  * @q: the waitqueue
5701  * @mode: which threads
5702  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5703  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
5704  *
5705  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
5706  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
5707  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
5708  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
5709  *
5710  * On UP it can prevent extra preemption.
5711  *
5712  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5713  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5714  */
5715 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5716                         int nr_exclusive, void *key)
5717 {
5718         unsigned long flags;
5719         int wake_flags = WF_SYNC;
5720
5721         if (unlikely(!q))
5722                 return;
5723
5724         if (unlikely(!nr_exclusive))
5725                 wake_flags = 0;
5726
5727         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5728         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
5729         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5730 }
5731 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
5732
5733 /*
5734  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
5735  */
5736 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
5737 {
5738         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
5739 }
5740 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
5741
5742 /**
5743  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
5744  * @x:  holds the state of this particular completion
5745  *
5746  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
5747  * awakened in the same order in which they were queued.
5748  *
5749  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
5750  *
5751  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5752  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5753  */
5754 void complete(struct completion *x)
5755 {
5756         unsigned long flags;
5757
5758         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5759         x->done++;
5760         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
5761         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5762 }
5763 EXPORT_SYMBOL(complete);
5764
5765 /**
5766  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
5767  * @x:  holds the state of this particular completion
5768  *
5769  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
5770  *
5771  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5772  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5773  */
5774 void complete_all(struct completion *x)
5775 {
5776         unsigned long flags;
5777
5778         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5779         x->done += UINT_MAX/2;
5780         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
5781         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5782 }
5783 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
5784
5785 static inline long __sched
5786 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5787 {
5788         if (!x->done) {
5789                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
5790
5791                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
5792                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
5793                 do {
5794                         if (signal_pending_state(state, current)) {
5795                                 timeout = -ERESTARTSYS;
5796                                 break;
5797                         }
5798                         __set_current_state(state);
5799                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5800                         timeout = schedule_timeout(timeout);
5801                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5802                 } while (!x->done && timeout);
5803                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
5804                 if (!x->done)
5805                         return timeout;
5806         }
5807         x->done--;
5808         return timeout ?: 1;
5809 }
5810
5811 static long __sched
5812 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5813 {
5814         might_sleep();
5815
5816         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5817         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5818         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5819         return timeout;
5820 }
5821
5822 /**
5823  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5824  * @x:  holds the state of this particular completion
5825  *
5826  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5827  * interruptible and there is no timeout.
5828  *
5829  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5830  * and interrupt capability. Also see complete().
5831  */
5832 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5833 {
5834         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5835 }
5836 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5837
5838 /**
5839  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5840  * @x:  holds the state of this particular completion
5841  * @timeout:  timeout value in jiffies
5842  *
5843  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5844  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5845  * interruptible.
5846  */
5847 unsigned long __sched
5848 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5849 {
5850         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5851 }
5852 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5853
5854 /**
5855  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5856  * @x:  holds the state of this particular completion
5857  *
5858  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5859  * interruptible.
5860  */
5861 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5862 {
5863         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5864         if (t == -ERESTARTSYS)
5865                 return t;
5866         return 0;
5867 }
5868 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5869
5870 /**
5871  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5872  * @x:  holds the state of this particular completion
5873  * @timeout:  timeout value in jiffies
5874  *
5875  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5876  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5877  */
5878 unsigned long __sched
5879 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5880                                           unsigned long timeout)
5881 {
5882         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5883 }
5884 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5885
5886 /**
5887  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5888  * @x:  holds the state of this particular completion
5889  *
5890  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5891  * interrupted by a kill signal.
5892  */
5893 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5894 {
5895         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5896         if (t == -ERESTARTSYS)
5897                 return t;
5898         return 0;
5899 }
5900 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5901
5902 /**
5903  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5904  *      @x:     completion structure
5905  *
5906  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5907  *               1 if a decrement succeeded.
5908  *
5909  *      If a completion is being used as a counting completion,
5910  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5911  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5912  *      is protecting is not available.
5913  */
5914 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5915 {
5916         int ret = 1;
5917
5918         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5919         if (!x->done)
5920                 ret = 0;
5921         else
5922                 x->done--;
5923         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5924         return ret;
5925 }
5926 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5927
5928 /**
5929  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5930  *      @x:     completion structure
5931  *
5932  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5933  *               1 if there are no waiters.
5934  *
5935  */
5936 bool completion_done(struct completion *x)
5937 {
5938         int ret = 1;
5939
5940         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5941         if (!x->done)
5942                 ret = 0;
5943         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5944         return ret;
5945 }
5946 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5947
5948 static long __sched
5949 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5950 {
5951         unsigned long flags;
5952         wait_queue_t wait;
5953
5954         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5955
5956         __set_current_state(state);
5957
5958         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5959         __add_wait_queue(q, &wait);
5960         spin_unlock(&q->lock);
5961         timeout = schedule_timeout(timeout);
5962         spin_lock_irq(&q->lock);
5963         __remove_wait_queue(q, &wait);
5964         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5965
5966         return timeout;
5967 }
5968
5969 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5970 {
5971         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5972 }
5973 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
5974
5975 long __sched
5976 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5977 {
5978         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
5979 }
5980 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
5981
5982 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5983 {
5984         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5985 }
5986 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
5987
5988 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5989 {
5990         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
5991 }
5992 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
5993
5994 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5995
5996 /*
5997  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5998  * @p: task
5999  * @prio: prio value (kernel-internal form)
6000  *
6001  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
6002  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
6003  *
6004  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
6005  */
6006 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
6007 {
6008         unsigned long flags;
6009         int oldprio, on_rq, running;
6010         struct rq *rq;
6011         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6012
6013         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
6014
6015         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6016         update_rq_clock(rq);
6017
6018         oldprio = p->prio;
6019         on_rq = p->se.on_rq;
6020         running = task_current(rq, p);
6021         if (on_rq)
6022                 dequeue_task(rq, p, 0);
6023         if (running)
6024                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6025
6026         if (rt_prio(prio))
6027                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6028         else
6029                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6030
6031         p->prio = prio;
6032
6033         if (running)
6034                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6035         if (on_rq) {
6036                 enqueue_task(rq, p, 0);
6037
6038                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6039         }
6040         task_rq_unlock(rq, &flags);
6041 }
6042
6043 #endif
6044
6045 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6046 {
6047         int old_prio, delta, on_rq;
6048         unsigned long flags;
6049         struct rq *rq;
6050
6051         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
6052                 return;
6053         /*
6054          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6055          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6056          */
6057         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6058         update_rq_clock(rq);
6059         /*
6060          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
6061          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
6062          * it wont have any effect on scheduling until the task is
6063          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
6064          */
6065         if (task_has_rt_policy(p)) {
6066                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6067                 goto out_unlock;
6068         }
6069         on_rq = p->se.on_rq;
6070         if (on_rq)
6071                 dequeue_task(rq, p, 0);
6072
6073         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6074         set_load_weight(p);
6075         old_prio = p->prio;
6076         p->prio = effective_prio(p);
6077         delta = p->prio - old_prio;
6078
6079         if (on_rq) {
6080                 enqueue_task(rq, p, 0);
6081                 /*
6082                  * If the task increased its priority or is running and
6083                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
6084                  */
6085                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
6086                         resched_task(rq->curr);
6087         }
6088 out_unlock:
6089         task_rq_unlock(rq, &flags);
6090 }
6091 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
6092
6093 /*
6094  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
6095  * @p: task
6096  * @nice: nice value
6097  */
6098 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
6099 {
6100         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
6101         int nice_rlim = 20 - nice;
6102
6103         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
6104                 capable(CAP_SYS_NICE));
6105 }
6106
6107 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
6108
6109 /*
6110  * sys_nice - change the priority of the current process.
6111  * @increment: priority increment
6112  *
6113  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
6114  * does similar things.
6115  */
6116 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
6117 {
6118         long nice, retval;
6119
6120         /*
6121          * Setpriority might change our priority at the same moment.
6122          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
6123          * and we have a single winner.
6124          */
6125         if (increment < -40)
6126                 increment = -40;
6127         if (increment > 40)
6128                 increment = 40;
6129
6130         nice = TASK_NICE(current) + increment;
6131         if (nice < -20)
6132                 nice = -20;
6133         if (nice > 19)
6134                 nice = 19;
6135
6136         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
6137                 return -EPERM;
6138
6139         retval = security_task_setnice(current, nice);
6140         if (retval)
6141                 return retval;
6142
6143         set_user_nice(current, nice);
6144         return 0;
6145 }
6146
6147 #endif
6148
6149 /**
6150  * task_prio - return the priority value of a given task.
6151  * @p: the task in question.
6152  *
6153  * This is the priority value as seen by users in /proc.
6154  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
6155  * around 0, value goes from -16 to +15.
6156  */
6157 int task_prio(const struct task_struct *p)
6158 {
6159         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6160 }
6161
6162 /**
6163  * task_nice - return the nice value of a given task.
6164  * @p: the task in question.
6165  */
6166 int task_nice(const struct task_struct *p)
6167 {
6168         return TASK_NICE(p);
6169 }
6170 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
6171
6172 /**
6173  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
6174  * @cpu: the processor in question.
6175  */
6176 int idle_cpu(int cpu)
6177 {
6178         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
6179 }
6180
6181 /**
6182  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
6183  * @cpu: the processor in question.
6184  */
6185 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6186 {
6187         return cpu_rq(cpu)->idle;
6188 }
6189
6190 /**
6191  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
6192  * @pid: the pid in question.
6193  */
6194 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
6195 {
6196         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6197 }
6198
6199 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
6200 static void
6201 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
6202 {
6203         BUG_ON(p->se.on_rq);
6204
6205         p->policy = policy;
6206         p->rt_priority = prio;
6207         p->normal_prio = normal_prio(p);
6208         /* we are holding p->pi_lock already */
6209         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
6210         if (rt_prio(p->prio))
6211                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6212         else
6213                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6214         set_load_weight(p);
6215 }
6216
6217 /*
6218  * check the target process has a UID that matches the current process's
6219  */
6220 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
6221 {
6222         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
6223         bool match;
6224
6225         rcu_read_lock();
6226         pcred = __task_cred(p);
6227         match = (cred->euid == pcred->euid ||
6228                  cred->euid == pcred->uid);
6229         rcu_read_unlock();
6230         return match;
6231 }
6232
6233 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6234                                 struct sched_param *param, bool user)
6235 {
6236         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
6237         unsigned long flags;
6238         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6239         struct rq *rq;
6240         int reset_on_fork;
6241
6242         /* may grab non-irq protected spin_locks */
6243         BUG_ON(in_interrupt());
6244 recheck:
6245         /* double check policy once rq lock held */
6246         if (policy < 0) {
6247                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
6248                 policy = oldpolicy = p->policy;
6249         } else {
6250                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
6251                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
6252
6253                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
6254                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
6255                                 policy != SCHED_IDLE)
6256                         return -EINVAL;
6257         }
6258
6259         /*
6260          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
6261          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
6262          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
6263          */
6264         if (param->sched_priority < 0 ||
6265             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
6266             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
6267                 return -EINVAL;
6268         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
6269                 return -EINVAL;
6270
6271         /*
6272          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
6273          */
6274         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
6275                 if (rt_policy(policy)) {
6276                         unsigned long rlim_rtprio;
6277
6278                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
6279                                 return -ESRCH;
6280                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
6281                         unlock_task_sighand(p, &flags);
6282
6283                         /* can't set/change the rt policy */
6284                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
6285                                 return -EPERM;
6286
6287                         /* can't increase priority */
6288                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
6289                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
6290                                 return -EPERM;
6291                 }
6292                 /*
6293                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
6294                  * move out of SCHED_IDLE either:
6295                  */
6296                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
6297                         return -EPERM;
6298
6299                 /* can't change other user's priorities */
6300                 if (!check_same_owner(p))
6301                         return -EPERM;
6302
6303                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
6304                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
6305                         return -EPERM;
6306         }
6307
6308         if (user) {
6309 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6310                 /*
6311                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
6312                  * assigned.
6313                  */
6314                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
6315                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6316                         return -EPERM;
6317 #endif
6318
6319                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
6320                 if (retval)
6321                         return retval;
6322         }
6323
6324         /*
6325          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
6326          * changing the priority of the task:
6327          */
6328         spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6329         /*
6330          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
6331          * runqueue lock must be held.
6332          */
6333         rq = __task_rq_lock(p);
6334         /* recheck policy now with rq lock held */
6335         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
6336                 policy = oldpolicy = -1;
6337                 __task_rq_unlock(rq);
6338                 spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6339                 goto recheck;
6340         }
6341         update_rq_clock(rq);
6342         on_rq = p->se.on_rq;
6343         running = task_current(rq, p);
6344         if (on_rq)
6345                 deactivate_task(rq, p, 0);
6346         if (running)
6347                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6348
6349         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
6350
6351         oldprio = p->prio;
6352         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
6353
6354         if (running)
6355                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6356         if (on_rq) {
6357                 activate_task(rq, p, 0);
6358
6359                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6360         }
6361         __task_rq_unlock(rq);
6362         spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6363
6364         rt_mutex_adjust_pi(p);
6365
6366         return 0;
6367 }
6368
6369 /**
6370  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
6371  * @p: the task in question.
6372  * @policy: new policy.
6373  * @param: structure containing the new RT priority.
6374  *
6375  * NOTE that the task may be already dead.
6376  */
6377 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6378                        struct sched_param *param)
6379 {
6380         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
6381 }
6382 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
6383
6384 /**
6385  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
6386  * @p: the task in question.
6387  * @policy: new policy.
6388  * @param: structure containing the new RT priority.
6389  *
6390  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
6391  * current context has permission.  For example, this is needed in
6392  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
6393  * but our caller might not have that capability.
6394  */
6395 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
6396                                struct sched_param *param)
6397 {
6398         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
6399 }
6400
6401 static int
6402 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
6403 {
6404         struct sched_param lparam;
6405         struct task_struct *p;
6406         int retval;
6407
6408         if (!param || pid < 0)
6409                 return -EINVAL;
6410         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
6411                 return -EFAULT;
6412
6413         rcu_read_lock();
6414         retval = -ESRCH;
6415         p = find_process_by_pid(pid);
6416         if (p != NULL)
6417                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
6418         rcu_read_unlock();
6419
6420         return retval;
6421 }
6422
6423 /**
6424  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
6425  * @pid: the pid in question.
6426  * @policy: new policy.
6427  * @param: structure containing the new RT priority.
6428  */
6429 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
6430                 struct sched_param __user *, param)
6431 {
6432         /* negative values for policy are not valid */
6433         if (policy < 0)
6434                 return -EINVAL;
6435
6436         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
6437 }
6438
6439 /**
6440  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
6441  * @pid: the pid in question.
6442  * @param: structure containing the new RT priority.
6443  */
6444 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6445 {
6446         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
6447 }
6448
6449 /**
6450  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6451  * @pid: the pid in question.
6452  */
6453 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6454 {
6455         struct task_struct *p;
6456         int retval;
6457
6458         if (pid < 0)
6459                 return -EINVAL;
6460
6461         retval = -ESRCH;
6462         read_lock(&tasklist_lock);
6463         p = find_process_by_pid(pid);
6464         if (p) {
6465                 retval = security_task_getscheduler(p);
6466                 if (!retval)
6467                         retval = p->policy
6468                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
6469         }
6470         read_unlock(&tasklist_lock);
6471         return retval;
6472 }
6473
6474 /**
6475  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
6476  * @pid: the pid in question.
6477  * @param: structure containing the RT priority.
6478  */
6479 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6480 {
6481         struct sched_param lp;
6482         struct task_struct *p;
6483         int retval;
6484
6485         if (!param || pid < 0)
6486                 return -EINVAL;
6487
6488         read_lock(&tasklist_lock);
6489         p = find_process_by_pid(pid);
6490         retval = -ESRCH;
6491         if (!p)
6492                 goto out_unlock;
6493
6494         retval = security_task_getscheduler(p);
6495         if (retval)
6496                 goto out_unlock;
6497
6498         lp.sched_priority = p->rt_priority;
6499         read_unlock(&tasklist_lock);
6500
6501         /*
6502          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6503          */
6504         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6505
6506         return retval;
6507
6508 out_unlock:
6509         read_unlock(&tasklist_lock);
6510         return retval;
6511 }
6512
6513 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6514 {
6515         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6516         struct task_struct *p;
6517         int retval;
6518
6519         get_online_cpus();
6520         read_lock(&tasklist_lock);
6521
6522         p = find_process_by_pid(pid);
6523         if (!p) {
6524                 read_unlock(&tasklist_lock);
6525                 put_online_cpus();
6526                 return -ESRCH;
6527         }
6528
6529         /*
6530          * It is not safe to call set_cpus_allowed with the
6531          * tasklist_lock held. We will bump the task_struct's
6532          * usage count and then drop tasklist_lock.
6533          */
6534         get_task_struct(p);
6535         read_unlock(&tasklist_lock);
6536
6537         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6538                 retval = -ENOMEM;
6539                 goto out_put_task;
6540         }
6541         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6542                 retval = -ENOMEM;
6543                 goto out_free_cpus_allowed;
6544         }
6545         retval = -EPERM;
6546         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
6547                 goto out_unlock;
6548
6549         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
6550         if (retval)
6551                 goto out_unlock;
6552
6553         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6554         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6555  again:
6556         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
6557
6558         if (!retval) {
6559                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6560                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6561                         /*
6562                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6563                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6564                          * cpuset's cpus_allowed
6565                          */
6566                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6567                         goto again;
6568                 }
6569         }
6570 out_unlock:
6571         free_cpumask_var(new_mask);
6572 out_free_cpus_allowed:
6573         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6574 out_put_task:
6575         put_task_struct(p);
6576         put_online_cpus();
6577         return retval;
6578 }
6579
6580 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6581                              struct cpumask *new_mask)
6582 {
6583         if (len < cpumask_size())
6584                 cpumask_clear(new_mask);
6585         else if (len > cpumask_size())
6586                 len = cpumask_size();
6587
6588         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6589 }
6590
6591 /**
6592  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
6593  * @pid: pid of the process
6594  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6595  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
6596  */
6597 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6598                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6599 {
6600         cpumask_var_t new_mask;
6601         int retval;
6602
6603         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6604                 return -ENOMEM;
6605
6606         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6607         if (retval == 0)
6608                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6609         free_cpumask_var(new_mask);
6610         return retval;
6611 }
6612
6613 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6614 {
6615         struct task_struct *p;
6616         unsigned long flags;
6617         struct rq *rq;
6618         int retval;
6619
6620         get_online_cpus();
6621         read_lock(&tasklist_lock);
6622
6623         retval = -ESRCH;
6624         p = find_process_by_pid(pid);
6625         if (!p)
6626                 goto out_unlock;
6627
6628         retval = security_task_getscheduler(p);
6629         if (retval)
6630                 goto out_unlock;
6631
6632         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6633         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6634         task_rq_unlock(rq, &flags);
6635
6636 out_unlock:
6637         read_unlock(&tasklist_lock);
6638         put_online_cpus();
6639
6640         return retval;
6641 }
6642
6643 /**
6644  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
6645  * @pid: pid of the process
6646  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6647  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
6648  */
6649 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6650                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6651 {
6652         int ret;
6653         cpumask_var_t mask;
6654
6655         if (len < cpumask_size())
6656                 return -EINVAL;
6657
6658         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6659                 return -ENOMEM;
6660
6661         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6662         if (ret == 0) {
6663                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, cpumask_size()))
6664                         ret = -EFAULT;
6665                 else
6666                         ret = cpumask_size();
6667         }
6668         free_cpumask_var(mask);
6669
6670         return ret;
6671 }
6672
6673 /**
6674  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6675  *
6676  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6677  * other threads running on this CPU then this function will return.
6678  */
6679 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6680 {
6681         struct rq *rq = this_rq_lock();
6682
6683         schedstat_inc(rq, yld_count);
6684         current->sched_class->yield_task(rq);
6685
6686         /*
6687          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6688          * no need to preempt or enable interrupts:
6689          */
6690         __release(rq->lock);
6691         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
6692         _raw_spin_unlock(&rq->lock);
6693         preempt_enable_no_resched();
6694
6695         schedule();
6696
6697         return 0;
6698 }
6699
6700 static inline int should_resched(void)
6701 {
6702         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
6703 }
6704
6705 static void __cond_resched(void)
6706 {
6707         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6708         schedule();
6709         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6710 }
6711
6712 int __sched _cond_resched(void)
6713 {
6714         if (should_resched()) {
6715                 __cond_resched();
6716                 return 1;
6717         }
6718         return 0;
6719 }
6720 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6721
6722 /*
6723  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6724  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6725  *
6726  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
6727  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6728  * spin_unlock(), once by hand).
6729  */
6730 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6731 {
6732         int resched = should_resched();
6733         int ret = 0;
6734
6735         lockdep_assert_held(lock);
6736
6737         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6738                 spin_unlock(lock);
6739                 if (resched)
6740                         __cond_resched();
6741                 else
6742                         cpu_relax();
6743                 ret = 1;
6744                 spin_lock(lock);
6745         }
6746         return ret;
6747 }
6748 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
6749
6750 int __sched __cond_resched_softirq(void)
6751 {
6752         BUG_ON(!in_softirq());
6753
6754         if (should_resched()) {
6755                 local_bh_enable();
6756                 __cond_resched();
6757                 local_bh_disable();
6758                 return 1;
6759         }
6760         return 0;
6761 }
6762 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
6763
6764 /**
6765  * yield - yield the current processor to other threads.
6766  *
6767  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6768  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6769  */
6770 void __sched yield(void)
6771 {
6772         set_current_state(TASK_RUNNING);
6773         sys_sched_yield();
6774 }
6775 EXPORT_SYMBOL(yield);
6776
6777 /*
6778  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6779  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6780  */
6781 void __sched io_schedule(void)
6782 {
6783         struct rq *rq = raw_rq();
6784
6785         delayacct_blkio_start();
6786         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6787         current->in_iowait = 1;
6788         schedule();
6789         current->in_iowait = 0;
6790         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6791         delayacct_blkio_end();
6792 }
6793 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6794
6795 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6796 {
6797         struct rq *rq = raw_rq();
6798         long ret;
6799
6800         delayacct_blkio_start();
6801         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6802         current->in_iowait = 1;
6803         ret = schedule_timeout(timeout);
6804         current->in_iowait = 0;
6805         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6806         delayacct_blkio_end();
6807         return ret;
6808 }
6809
6810 /**
6811  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6812  * @policy: scheduling class.
6813  *
6814  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6815  * by a given scheduling class.
6816  */
6817 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6818 {
6819         int ret = -EINVAL;
6820
6821         switch (policy) {
6822         case SCHED_FIFO:
6823         case SCHED_RR:
6824                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6825                 break;
6826         case SCHED_NORMAL:
6827         case SCHED_BATCH:
6828         case SCHED_IDLE:
6829                 ret = 0;
6830                 break;
6831         }
6832         return ret;
6833 }
6834
6835 /**
6836  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6837  * @policy: scheduling class.
6838  *
6839  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6840  * by a given scheduling class.
6841  */
6842 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6843 {
6844         int ret = -EINVAL;
6845
6846         switch (policy) {
6847         case SCHED_FIFO:
6848         case SCHED_RR:
6849                 ret = 1;
6850                 break;
6851         case SCHED_NORMAL:
6852         case SCHED_BATCH:
6853         case SCHED_IDLE:
6854                 ret = 0;
6855         }
6856         return ret;
6857 }
6858
6859 /**
6860  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6861  * @pid: pid of the process.
6862  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6863  *
6864  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6865  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6866  */
6867 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6868                 struct timespec __user *, interval)
6869 {
6870         struct task_struct *p;
6871         unsigned int time_slice;
6872         unsigned long flags;
6873         struct rq *rq;
6874         int retval;
6875         struct timespec t;
6876
6877         if (pid < 0)
6878                 return -EINVAL;
6879
6880         retval = -ESRCH;
6881         read_lock(&tasklist_lock);
6882         p = find_process_by_pid(pid);
6883         if (!p)
6884                 goto out_unlock;
6885
6886         retval = security_task_getscheduler(p);
6887         if (retval)
6888                 goto out_unlock;
6889
6890         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6891         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
6892         task_rq_unlock(rq, &flags);
6893
6894         read_unlock(&tasklist_lock);
6895         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
6896         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
6897         return retval;
6898
6899 out_unlock:
6900         read_unlock(&tasklist_lock);
6901         return retval;
6902 }
6903
6904 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
6905
6906 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6907 {
6908         unsigned long free = 0;
6909         unsigned state;
6910
6911         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6912         printk(KERN_INFO "%-13.13s %c", p->comm,
6913                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6914 #if BITS_PER_LONG == 32
6915         if (state == TASK_RUNNING)
6916                 printk(KERN_CONT " running  ");
6917         else
6918                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6919 #else
6920         if (state == TASK_RUNNING)
6921                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6922         else
6923                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
6924 #endif
6925 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
692