sched: Teach might_sleep() about preemptible RCU
[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 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
30
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/module.h>
33 #include <linux/nmi.h>
34 #include <linux/init.h>
35 #include <linux/uaccess.h>
36 #include <linux/highmem.h>
37 #include <linux/smp_lock.h>
38 #include <asm/mmu_context.h>
39 #include <linux/interrupt.h>
40 #include <linux/capability.h>
41 #include <linux/completion.h>
42 #include <linux/kernel_stat.h>
43 #include <linux/debug_locks.h>
44 #include <linux/perf_event.h>
45 #include <linux/security.h>
46 #include <linux/notifier.h>
47 #include <linux/profile.h>
48 #include <linux/freezer.h>
49 #include <linux/vmalloc.h>
50 #include <linux/blkdev.h>
51 #include <linux/delay.h>
52 #include <linux/pid_namespace.h>
53 #include <linux/smp.h>
54 #include <linux/threads.h>
55 #include <linux/timer.h>
56 #include <linux/rcupdate.h>
57 #include <linux/cpu.h>
58 #include <linux/cpuset.h>
59 #include <linux/percpu.h>
60 #include <linux/kthread.h>
61 #include <linux/proc_fs.h>
62 #include <linux/seq_file.h>
63 #include <linux/sysctl.h>
64 #include <linux/syscalls.h>
65 #include <linux/times.h>
66 #include <linux/tsacct_kern.h>
67 #include <linux/kprobes.h>
68 #include <linux/delayacct.h>
69 #include <linux/unistd.h>
70 #include <linux/pagemap.h>
71 #include <linux/hrtimer.h>
72 #include <linux/tick.h>
73 #include <linux/debugfs.h>
74 #include <linux/ctype.h>
75 #include <linux/ftrace.h>
76
77 #include <asm/tlb.h>
78 #include <asm/irq_regs.h>
79
80 #include "sched_cpupri.h"
81
82 #define CREATE_TRACE_POINTS
83 #include <trace/events/sched.h>
84
85 /*
86  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
87  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
88  * and back.
89  */
90 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
91 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
92 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
93
94 /*
95  * 'User priority' is the nice value converted to something we
96  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
97  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
98  */
99 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
100 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
101 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
102
103 /*
104  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
105  */
106 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
107
108 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
109 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
110
111 /*
112  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
113  *
114  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
115  * Timeslices get refilled after they expire.
116  */
117 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
118
119 /*
120  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
121  */
122 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
123
124 static inline int rt_policy(int policy)
125 {
126         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
127                 return 1;
128         return 0;
129 }
130
131 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
132 {
133         return rt_policy(p->policy);
134 }
135
136 /*
137  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
138  */
139 struct rt_prio_array {
140         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
141         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
142 };
143
144 struct rt_bandwidth {
145         /* nests inside the rq lock: */
146         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
147         ktime_t                 rt_period;
148         u64                     rt_runtime;
149         struct hrtimer          rt_period_timer;
150 };
151
152 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
153
154 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
155
156 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
157 {
158         struct rt_bandwidth *rt_b =
159                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
160         ktime_t now;
161         int overrun;
162         int idle = 0;
163
164         for (;;) {
165                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
166                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
167
168                 if (!overrun)
169                         break;
170
171                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
172         }
173
174         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
175 }
176
177 static
178 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
179 {
180         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
181         rt_b->rt_runtime = runtime;
182
183         raw_spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
184
185         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
186                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
187         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
188 }
189
190 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
191 {
192         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
193 }
194
195 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
196 {
197         ktime_t now;
198
199         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
200                 return;
201
202         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
203                 return;
204
205         raw_spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
206         for (;;) {
207                 unsigned long delta;
208                 ktime_t soft, hard;
209
210                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
211                         break;
212
213                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
214                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
215
216                 soft = hrtimer_get_softexpires(&rt_b->rt_period_timer);
217                 hard = hrtimer_get_expires(&rt_b->rt_period_timer);
218                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
219                 __hrtimer_start_range_ns(&rt_b->rt_period_timer, soft, delta,
220                                 HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
221         }
222         raw_spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
223 }
224
225 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
226 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
227 {
228         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
229 }
230 #endif
231
232 /*
233  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
234  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
235  */
236 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
237
238 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
239
240 #include <linux/cgroup.h>
241
242 struct cfs_rq;
243
244 static LIST_HEAD(task_groups);
245
246 /* task group related information */
247 struct task_group {
248 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
249         struct cgroup_subsys_state css;
250 #endif
251
252 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
253         uid_t uid;
254 #endif
255
256 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
257         /* schedulable entities of this group on each cpu */
258         struct sched_entity **se;
259         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
260         struct cfs_rq **cfs_rq;
261         unsigned long shares;
262 #endif
263
264 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
265         struct sched_rt_entity **rt_se;
266         struct rt_rq **rt_rq;
267
268         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
269 #endif
270
271         struct rcu_head rcu;
272         struct list_head list;
273
274         struct task_group *parent;
275         struct list_head siblings;
276         struct list_head children;
277 };
278
279 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
280
281 /* Helper function to pass uid information to create_sched_user() */
282 void set_tg_uid(struct user_struct *user)
283 {
284         user->tg->uid = user->uid;
285 }
286
287 /*
288  * Root task group.
289  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
290  *      be a child to this group.
291  */
292 struct task_group root_task_group;
293
294 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
295 /* Default task group's sched entity on each cpu */
296 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
297 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
298 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct cfs_rq, init_tg_cfs_rq);
299 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
300
301 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
302 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
303 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rt_rq, init_rt_rq_var);
304 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
305 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
306 #define root_task_group init_task_group
307 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
308
309 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
310  * a task group's cpu shares.
311  */
312 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
313
314 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
315
316 #ifdef CONFIG_SMP
317 static int root_task_group_empty(void)
318 {
319         return list_empty(&root_task_group.children);
320 }
321 #endif
322
323 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
324 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
325 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
326 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
327 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
328
329 /*
330  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
331  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
332  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
333  * too large, so as the shares value of a task group.
334  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
335  *  limitation from this.)
336  */
337 #define MIN_SHARES      2
338 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
339
340 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
341 #endif
342
343 /* Default task group.
344  *      Every task in system belong to this group at bootup.
345  */
346 struct task_group init_task_group;
347
348 /* return group to which a task belongs */
349 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
350 {
351         struct task_group *tg;
352
353 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
354         rcu_read_lock();
355         tg = __task_cred(p)->user->tg;
356         rcu_read_unlock();
357 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
358         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
359                                 struct task_group, css);
360 #else
361         tg = &init_task_group;
362 #endif
363         return tg;
364 }
365
366 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
367 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
368 {
369 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
370         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
371         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
372 #endif
373
374 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
375         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
376         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
377 #endif
378 }
379
380 #else
381
382 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
383 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
384 {
385         return NULL;
386 }
387
388 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
389
390 /* CFS-related fields in a runqueue */
391 struct cfs_rq {
392         struct load_weight load;
393         unsigned long nr_running;
394
395         u64 exec_clock;
396         u64 min_vruntime;
397
398         struct rb_root tasks_timeline;
399         struct rb_node *rb_leftmost;
400
401         struct list_head tasks;
402         struct list_head *balance_iterator;
403
404         /*
405          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
406          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
407          */
408         struct sched_entity *curr, *next, *last;
409
410         unsigned int nr_spread_over;
411
412 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
413         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
414
415         /*
416          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
417          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
418          * (like users, containers etc.)
419          *
420          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
421          * list is used during load balance.
422          */
423         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
424         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
425
426 #ifdef CONFIG_SMP
427         /*
428          * the part of load.weight contributed by tasks
429          */
430         unsigned long task_weight;
431
432         /*
433          *   h_load = weight * f(tg)
434          *
435          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
436          * this group.
437          */
438         unsigned long h_load;
439
440         /*
441          * this cpu's part of tg->shares
442          */
443         unsigned long shares;
444
445         /*
446          * load.weight at the time we set shares
447          */
448         unsigned long rq_weight;
449 #endif
450 #endif
451 };
452
453 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
454 struct rt_rq {
455         struct rt_prio_array active;
456         unsigned long rt_nr_running;
457 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
458         struct {
459                 int curr; /* highest queued rt task prio */
460 #ifdef CONFIG_SMP
461                 int next; /* next highest */
462 #endif
463         } highest_prio;
464 #endif
465 #ifdef CONFIG_SMP
466         unsigned long rt_nr_migratory;
467         unsigned long rt_nr_total;
468         int overloaded;
469         struct plist_head pushable_tasks;
470 #endif
471         int rt_throttled;
472         u64 rt_time;
473         u64 rt_runtime;
474         /* Nests inside the rq lock: */
475         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
476
477 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
478         unsigned long rt_nr_boosted;
479
480         struct rq *rq;
481         struct list_head leaf_rt_rq_list;
482         struct task_group *tg;
483         struct sched_rt_entity *rt_se;
484 #endif
485 };
486
487 #ifdef CONFIG_SMP
488
489 /*
490  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
491  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
492  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
493  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
494  * object.
495  *
496  */
497 struct root_domain {
498         atomic_t refcount;
499         cpumask_var_t span;
500         cpumask_var_t online;
501
502         /*
503          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
504          * one runnable RT task.
505          */
506         cpumask_var_t rto_mask;
507         atomic_t rto_count;
508 #ifdef CONFIG_SMP
509         struct cpupri cpupri;
510 #endif
511 };
512
513 /*
514  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
515  * members (mimicking the global state we have today).
516  */
517 static struct root_domain def_root_domain;
518
519 #endif
520
521 /*
522  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
523  *
524  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
525  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
526  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
527  */
528 struct rq {
529         /* runqueue lock: */
530         raw_spinlock_t lock;
531
532         /*
533          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
534          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
535          */
536         unsigned long nr_running;
537         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
538         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
539 #ifdef CONFIG_NO_HZ
540         unsigned char in_nohz_recently;
541 #endif
542         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
543         struct load_weight load;
544         unsigned long nr_load_updates;
545         u64 nr_switches;
546
547         struct cfs_rq cfs;
548         struct rt_rq rt;
549
550 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
551         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
552         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
553 #endif
554 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
555         struct list_head leaf_rt_rq_list;
556 #endif
557
558         /*
559          * This is part of a global counter where only the total sum
560          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
561          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
562          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
563          */
564         unsigned long nr_uninterruptible;
565
566         struct task_struct *curr, *idle;
567         unsigned long next_balance;
568         struct mm_struct *prev_mm;
569
570         u64 clock;
571
572         atomic_t nr_iowait;
573
574 #ifdef CONFIG_SMP
575         struct root_domain *rd;
576         struct sched_domain *sd;
577
578         unsigned char idle_at_tick;
579         /* For active balancing */
580         int post_schedule;
581         int active_balance;
582         int push_cpu;
583         /* cpu of this runqueue: */
584         int cpu;
585         int online;
586
587         unsigned long avg_load_per_task;
588
589         struct task_struct *migration_thread;
590         struct list_head migration_queue;
591
592         u64 rt_avg;
593         u64 age_stamp;
594         u64 idle_stamp;
595         u64 avg_idle;
596 #endif
597
598         /* calc_load related fields */
599         unsigned long calc_load_update;
600         long calc_load_active;
601
602 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
603 #ifdef CONFIG_SMP
604         int hrtick_csd_pending;
605         struct call_single_data hrtick_csd;
606 #endif
607         struct hrtimer hrtick_timer;
608 #endif
609
610 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
611         /* latency stats */
612         struct sched_info rq_sched_info;
613         unsigned long long rq_cpu_time;
614         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
615
616         /* sys_sched_yield() stats */
617         unsigned int yld_count;
618
619         /* schedule() stats */
620         unsigned int sched_switch;
621         unsigned int sched_count;
622         unsigned int sched_goidle;
623
624         /* try_to_wake_up() stats */
625         unsigned int ttwu_count;
626         unsigned int ttwu_local;
627
628         /* BKL stats */
629         unsigned int bkl_count;
630 #endif
631 };
632
633 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
634
635 static inline
636 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
637 {
638         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
639 }
640
641 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
642 {
643 #ifdef CONFIG_SMP
644         return rq->cpu;
645 #else
646         return 0;
647 #endif
648 }
649
650 /*
651  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
652  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
653  *
654  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
655  * preempt-disabled sections.
656  */
657 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
658         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
659
660 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
661 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
662 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
663 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
664 #define raw_rq()                (&__raw_get_cpu_var(runqueues))
665
666 inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
667 {
668         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
669 }
670
671 /*
672  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
673  */
674 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
675 # define const_debug __read_mostly
676 #else
677 # define const_debug static const
678 #endif
679
680 /**
681  * runqueue_is_locked
682  * @cpu: the processor in question.
683  *
684  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
685  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
686  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
687  */
688 int runqueue_is_locked(int cpu)
689 {
690         return raw_spin_is_locked(&cpu_rq(cpu)->lock);
691 }
692
693 /*
694  * Debugging: various feature bits
695  */
696
697 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
698         __SCHED_FEAT_##name ,
699
700 enum {
701 #include "sched_features.h"
702 };
703
704 #undef SCHED_FEAT
705
706 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
707         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
708
709 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
710 #include "sched_features.h"
711         0;
712
713 #undef SCHED_FEAT
714
715 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
716 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
717         #name ,
718
719 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
720 #include "sched_features.h"
721         NULL
722 };
723
724 #undef SCHED_FEAT
725
726 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
727 {
728         int i;
729
730         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
731                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
732                         seq_puts(m, "NO_");
733                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
734         }
735         seq_puts(m, "\n");
736
737         return 0;
738 }
739
740 static ssize_t
741 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
742                 size_t cnt, loff_t *ppos)
743 {
744         char buf[64];
745         char *cmp = buf;
746         int neg = 0;
747         int i;
748
749         if (cnt > 63)
750                 cnt = 63;
751
752         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
753                 return -EFAULT;
754
755         buf[cnt] = 0;
756
757         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
758                 neg = 1;
759                 cmp += 3;
760         }
761
762         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
763                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
764
765                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
766                         if (neg)
767                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
768                         else
769                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
770                         break;
771                 }
772         }
773
774         if (!sched_feat_names[i])
775                 return -EINVAL;
776
777         *ppos += cnt;
778
779         return cnt;
780 }
781
782 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
783 {
784         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
785 }
786
787 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
788         .open           = sched_feat_open,
789         .write          = sched_feat_write,
790         .read           = seq_read,
791         .llseek         = seq_lseek,
792         .release        = single_release,
793 };
794
795 static __init int sched_init_debug(void)
796 {
797         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
798                         &sched_feat_fops);
799
800         return 0;
801 }
802 late_initcall(sched_init_debug);
803
804 #endif
805
806 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
807
808 /*
809  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
810  * Limited because this is done with IRQs disabled.
811  */
812 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
813
814 /*
815  * ratelimit for updating the group shares.
816  * default: 0.25ms
817  */
818 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
819 unsigned int normalized_sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
820
821 /*
822  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
823  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
824  * default: 4
825  */
826 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
827
828 /*
829  * period over which we average the RT time consumption, measured
830  * in ms.
831  *
832  * default: 1s
833  */
834 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
835
836 /*
837  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
838  * default: 1s
839  */
840 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
841
842 static __read_mostly int scheduler_running;
843
844 /*
845  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
846  * default: 0.95s
847  */
848 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
849
850 static inline u64 global_rt_period(void)
851 {
852         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
853 }
854
855 static inline u64 global_rt_runtime(void)
856 {
857         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
858                 return RUNTIME_INF;
859
860         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
861 }
862
863 #ifndef prepare_arch_switch
864 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
865 #endif
866 #ifndef finish_arch_switch
867 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
868 #endif
869
870 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
871 {
872         return rq->curr == p;
873 }
874
875 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
876 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
877 {
878         return task_current(rq, p);
879 }
880
881 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
882 {
883 }
884
885 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
886 {
887 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
888         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
889         rq->lock.owner = current;
890 #endif
891         /*
892          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
893          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
894          * prev into current:
895          */
896         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
897
898         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
899 }
900
901 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
902 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
903 {
904 #ifdef CONFIG_SMP
905         return p->oncpu;
906 #else
907         return task_current(rq, p);
908 #endif
909 }
910
911 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
912 {
913 #ifdef CONFIG_SMP
914         /*
915          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
916          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
917          * here.
918          */
919         next->oncpu = 1;
920 #endif
921 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
922         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
923 #else
924         raw_spin_unlock(&rq->lock);
925 #endif
926 }
927
928 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
929 {
930 #ifdef CONFIG_SMP
931         /*
932          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
933          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
934          * finished.
935          */
936         smp_wmb();
937         prev->oncpu = 0;
938 #endif
939 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
940         local_irq_enable();
941 #endif
942 }
943 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
944
945 /*
946  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
947  * Must be called interrupts disabled.
948  */
949 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
950         __acquires(rq->lock)
951 {
952         for (;;) {
953                 struct rq *rq = task_rq(p);
954                 raw_spin_lock(&rq->lock);
955                 if (likely(rq == task_rq(p)))
956                         return rq;
957                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
958         }
959 }
960
961 /*
962  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
963  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
964  * explicitly disabling preemption.
965  */
966 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
967         __acquires(rq->lock)
968 {
969         struct rq *rq;
970
971         for (;;) {
972                 local_irq_save(*flags);
973                 rq = task_rq(p);
974                 raw_spin_lock(&rq->lock);
975                 if (likely(rq == task_rq(p)))
976                         return rq;
977                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
978         }
979 }
980
981 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
982 {
983         struct rq *rq = task_rq(p);
984
985         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
986         raw_spin_unlock_wait(&rq->lock);
987 }
988
989 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
990         __releases(rq->lock)
991 {
992         raw_spin_unlock(&rq->lock);
993 }
994
995 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
996         __releases(rq->lock)
997 {
998         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
999 }
1000
1001 /*
1002  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1003  */
1004 static struct rq *this_rq_lock(void)
1005         __acquires(rq->lock)
1006 {
1007         struct rq *rq;
1008
1009         local_irq_disable();
1010         rq = this_rq();
1011         raw_spin_lock(&rq->lock);
1012
1013         return rq;
1014 }
1015
1016 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1017 /*
1018  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1019  *
1020  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1021  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1022  * reschedule event.
1023  *
1024  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1025  * rq->lock.
1026  */
1027
1028 /*
1029  * Use hrtick when:
1030  *  - enabled by features
1031  *  - hrtimer is actually high res
1032  */
1033 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1034 {
1035         if (!sched_feat(HRTICK))
1036                 return 0;
1037         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1038                 return 0;
1039         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1040 }
1041
1042 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1043 {
1044         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1045                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1046 }
1047
1048 /*
1049  * High-resolution timer tick.
1050  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1051  */
1052 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1053 {
1054         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1055
1056         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1057
1058         raw_spin_lock(&rq->lock);
1059         update_rq_clock(rq);
1060         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1061         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1062
1063         return HRTIMER_NORESTART;
1064 }
1065
1066 #ifdef CONFIG_SMP
1067 /*
1068  * called from hardirq (IPI) context
1069  */
1070 static void __hrtick_start(void *arg)
1071 {
1072         struct rq *rq = arg;
1073
1074         raw_spin_lock(&rq->lock);
1075         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1076         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1077         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Called to set the hrtick timer state.
1082  *
1083  * called with rq->lock held and irqs disabled
1084  */
1085 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1086 {
1087         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1088         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1089
1090         hrtimer_set_expires(timer, time);
1091
1092         if (rq == this_rq()) {
1093                 hrtimer_restart(timer);
1094         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1095                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1096                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1097         }
1098 }
1099
1100 static int
1101 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1102 {
1103         int cpu = (int)(long)hcpu;
1104
1105         switch (action) {
1106         case CPU_UP_CANCELED:
1107         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1108         case CPU_DOWN_PREPARE:
1109         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1110         case CPU_DEAD:
1111         case CPU_DEAD_FROZEN:
1112                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1113                 return NOTIFY_OK;
1114         }
1115
1116         return NOTIFY_DONE;
1117 }
1118
1119 static __init void init_hrtick(void)
1120 {
1121         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1122 }
1123 #else
1124 /*
1125  * Called to set the hrtick timer state.
1126  *
1127  * called with rq->lock held and irqs disabled
1128  */
1129 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1130 {
1131         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1132                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
1133 }
1134
1135 static inline void init_hrtick(void)
1136 {
1137 }
1138 #endif /* CONFIG_SMP */
1139
1140 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1141 {
1142 #ifdef CONFIG_SMP
1143         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1144
1145         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1146         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1147         rq->hrtick_csd.info = rq;
1148 #endif
1149
1150         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1151         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1152 }
1153 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1154 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1155 {
1156 }
1157
1158 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1159 {
1160 }
1161
1162 static inline void init_hrtick(void)
1163 {
1164 }
1165 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1166
1167 /*
1168  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1169  *
1170  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1171  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1172  * the target CPU.
1173  */
1174 #ifdef CONFIG_SMP
1175
1176 #ifndef tsk_is_polling
1177 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1178 #endif
1179
1180 static void resched_task(struct task_struct *p)
1181 {
1182         int cpu;
1183
1184         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1185
1186         if (test_tsk_need_resched(p))
1187                 return;
1188
1189         set_tsk_need_resched(p);
1190
1191         cpu = task_cpu(p);
1192         if (cpu == smp_processor_id())
1193                 return;
1194
1195         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1196         smp_mb();
1197         if (!tsk_is_polling(p))
1198                 smp_send_reschedule(cpu);
1199 }
1200
1201 static void resched_cpu(int cpu)
1202 {
1203         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1204         unsigned long flags;
1205
1206         if (!raw_spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1207                 return;
1208         resched_task(cpu_curr(cpu));
1209         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1210 }
1211
1212 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1213 /*
1214  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1215  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1216  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1217  * idle system the next event might even be infinite time into the
1218  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1219  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1220  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1221  * wheel for the next timer event.
1222  */
1223 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1224 {
1225         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1226
1227         if (cpu == smp_processor_id())
1228                 return;
1229
1230         /*
1231          * This is safe, as this function is called with the timer
1232          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1233          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1234          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1235          * timer into account automatically.
1236          */
1237         if (rq->curr != rq->idle)
1238                 return;
1239
1240         /*
1241          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1242          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1243          * idle task through an additional NOOP schedule()
1244          */
1245         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1246
1247         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1248         smp_mb();
1249         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1250                 smp_send_reschedule(cpu);
1251 }
1252 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1253
1254 static u64 sched_avg_period(void)
1255 {
1256         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1257 }
1258
1259 static void sched_avg_update(struct rq *rq)
1260 {
1261         s64 period = sched_avg_period();
1262
1263         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
1264                 rq->age_stamp += period;
1265                 rq->rt_avg /= 2;
1266         }
1267 }
1268
1269 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1270 {
1271         rq->rt_avg += rt_delta;
1272         sched_avg_update(rq);
1273 }
1274
1275 #else /* !CONFIG_SMP */
1276 static void resched_task(struct task_struct *p)
1277 {
1278         assert_raw_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1279         set_tsk_need_resched(p);
1280 }
1281
1282 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1283 {
1284 }
1285 #endif /* CONFIG_SMP */
1286
1287 #if BITS_PER_LONG == 32
1288 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1289 #else
1290 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1291 #endif
1292
1293 #define WMULT_SHIFT     32
1294
1295 /*
1296  * Shift right and round:
1297  */
1298 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1299
1300 /*
1301  * delta *= weight / lw
1302  */
1303 static unsigned long
1304 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1305                 struct load_weight *lw)
1306 {
1307         u64 tmp;
1308
1309         if (!lw->inv_weight) {
1310                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1311                         lw->inv_weight = 1;
1312                 else
1313                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1314                                 / (lw->weight+1);
1315         }
1316
1317         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1318         /*
1319          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1320          */
1321         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1322                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1323                         WMULT_SHIFT/2);
1324         else
1325                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1326
1327         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1328 }
1329
1330 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1331 {
1332         lw->weight += inc;
1333         lw->inv_weight = 0;
1334 }
1335
1336 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1337 {
1338         lw->weight -= dec;
1339         lw->inv_weight = 0;
1340 }
1341
1342 /*
1343  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1344  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1345  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1346  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1347  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1348  * slice expiry etc.
1349  */
1350
1351 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1352 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1353
1354 /*
1355  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1356  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1357  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1358  * that remained on nice 0.
1359  *
1360  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1361  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1362  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1363  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1364  * the relative distance between them is ~25%.)
1365  */
1366 static const int prio_to_weight[40] = {
1367  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1368  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1369  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1370  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1371  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1372  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1373  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1374  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1375 };
1376
1377 /*
1378  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1379  *
1380  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1381  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1382  * into multiplications:
1383  */
1384 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1385  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1386  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1387  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1388  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1389  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1390  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1391  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1392  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1393 };
1394
1395 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1396
1397 /*
1398  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1399  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1400  * structures to the load-balancing proper:
1401  */
1402 struct rq_iterator {
1403         void *arg;
1404         struct task_struct *(*start)(void *);
1405         struct task_struct *(*next)(void *);
1406 };
1407
1408 #ifdef CONFIG_SMP
1409 static unsigned long
1410 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1411               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1412               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1413               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1414
1415 static int
1416 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1417                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1418                    struct rq_iterator *iterator);
1419 #endif
1420
1421 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1422 enum cpuacct_stat_index {
1423         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1424         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1425
1426         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1427 };
1428
1429 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1430 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1431 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1432                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1433 #else
1434 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1435 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1436                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1437 #endif
1438
1439 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1440 {
1441         update_load_add(&rq->load, load);
1442 }
1443
1444 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1445 {
1446         update_load_sub(&rq->load, load);
1447 }
1448
1449 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1450 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1451
1452 /*
1453  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1454  * leaving it for the final time.
1455  */
1456 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1457 {
1458         struct task_group *parent, *child;
1459         int ret;
1460
1461         rcu_read_lock();
1462         parent = &root_task_group;
1463 down:
1464         ret = (*down)(parent, data);
1465         if (ret)
1466                 goto out_unlock;
1467         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1468                 parent = child;
1469                 goto down;
1470
1471 up:
1472                 continue;
1473         }
1474         ret = (*up)(parent, data);
1475         if (ret)
1476                 goto out_unlock;
1477
1478         child = parent;
1479         parent = parent->parent;
1480         if (parent)
1481                 goto up;
1482 out_unlock:
1483         rcu_read_unlock();
1484
1485         return ret;
1486 }
1487
1488 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1489 {
1490         return 0;
1491 }
1492 #endif
1493
1494 #ifdef CONFIG_SMP
1495 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1496 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1497 {
1498         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1499 }
1500
1501 /*
1502  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
1503  * according to the scheduling class and "nice" value.
1504  *
1505  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
1506  * balance conservatively.
1507  */
1508 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
1509 {
1510         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1511         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1512
1513         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1514                 return total;
1515
1516         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
1517 }
1518
1519 /*
1520  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
1521  * according to the scheduling class and "nice" value.
1522  */
1523 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
1524 {
1525         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1526         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1527
1528         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1529                 return total;
1530
1531         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
1532 }
1533
1534 static struct sched_group *group_of(int cpu)
1535 {
1536         struct sched_domain *sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
1537
1538         if (!sd)
1539                 return NULL;
1540
1541         return sd->groups;
1542 }
1543
1544 static unsigned long power_of(int cpu)
1545 {
1546         struct sched_group *group = group_of(cpu);
1547
1548         if (!group)
1549                 return SCHED_LOAD_SCALE;
1550
1551         return group->cpu_power;
1552 }
1553
1554 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1555
1556 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1557 {
1558         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1559         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1560
1561         if (nr_running)
1562                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1563         else
1564                 rq->avg_load_per_task = 0;
1565
1566         return rq->avg_load_per_task;
1567 }
1568
1569 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1570
1571 static __read_mostly unsigned long *update_shares_data;
1572
1573 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1574
1575 /*
1576  * Calculate and set the cpu's group shares.
1577  */
1578 static void update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1579                                     unsigned long sd_shares,
1580                                     unsigned long sd_rq_weight,
1581                                     unsigned long *usd_rq_weight)
1582 {
1583         unsigned long shares, rq_weight;
1584         int boost = 0;
1585
1586         rq_weight = usd_rq_weight[cpu];
1587         if (!rq_weight) {
1588                 boost = 1;
1589                 rq_weight = NICE_0_LOAD;
1590         }
1591
1592         /*
1593          *             \Sum_j shares_j * rq_weight_i
1594          * shares_i =  -----------------------------
1595          *                  \Sum_j rq_weight_j
1596          */
1597         shares = (sd_shares * rq_weight) / sd_rq_weight;
1598         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1599
1600         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1601                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1602                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1603                 unsigned long flags;
1604
1605                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1606                 tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight = boost ? 0 : rq_weight;
1607                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = boost ? 0 : shares;
1608                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1609                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1610         }
1611 }
1612
1613 /*
1614  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1615  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1616  * parent group depends on the shares of its child groups.
1617  */
1618 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1619 {
1620         unsigned long weight, rq_weight = 0, sum_weight = 0, shares = 0;
1621         unsigned long *usd_rq_weight;
1622         struct sched_domain *sd = data;
1623         unsigned long flags;
1624         int i;
1625
1626         if (!tg->se[0])
1627                 return 0;
1628
1629         local_irq_save(flags);
1630         usd_rq_weight = per_cpu_ptr(update_shares_data, smp_processor_id());
1631
1632         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1633                 weight = tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1634                 usd_rq_weight[i] = weight;
1635
1636                 rq_weight += weight;
1637                 /*
1638                  * If there are currently no tasks on the cpu pretend there
1639                  * is one of average load so that when a new task gets to
1640                  * run here it will not get delayed by group starvation.
1641                  */
1642                 if (!weight)
1643                         weight = NICE_0_LOAD;
1644
1645                 sum_weight += weight;
1646                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1647         }
1648
1649         if (!rq_weight)
1650                 rq_weight = sum_weight;
1651
1652         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1653                 shares = tg->shares;
1654
1655         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1656                 shares = tg->shares;
1657
1658         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd))
1659                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight, usd_rq_weight);
1660
1661         local_irq_restore(flags);
1662
1663         return 0;
1664 }
1665
1666 /*
1667  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1668  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1669  * group is a fraction of its parents load.
1670  */
1671 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1672 {
1673         unsigned long load;
1674         long cpu = (long)data;
1675
1676         if (!tg->parent) {
1677                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1678         } else {
1679                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1680                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1681                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1682         }
1683
1684         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1685
1686         return 0;
1687 }
1688
1689 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1690 {
1691         s64 elapsed;
1692         u64 now;
1693
1694         if (root_task_group_empty())
1695                 return;
1696
1697         now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1698         elapsed = now - sd->last_update;
1699
1700         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1701                 sd->last_update = now;
1702                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1703         }
1704 }
1705
1706 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1707 {
1708         if (root_task_group_empty())
1709                 return;
1710
1711         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1712         update_shares(sd);
1713         raw_spin_lock(&rq->lock);
1714 }
1715
1716 static void update_h_load(long cpu)
1717 {
1718         if (root_task_group_empty())
1719                 return;
1720
1721         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1722 }
1723
1724 #else
1725
1726 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1727 {
1728 }
1729
1730 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1731 {
1732 }
1733
1734 #endif
1735
1736 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1737
1738 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1739
1740 /*
1741  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1742  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1743  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1744  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1745  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1746  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1747  */
1748 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1749         __releases(this_rq->lock)
1750         __acquires(busiest->lock)
1751         __acquires(this_rq->lock)
1752 {
1753         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1754         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1755
1756         return 1;
1757 }
1758
1759 #else
1760 /*
1761  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1762  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1763  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1764  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1765  * regardless of entry order into the function.
1766  */
1767 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1768         __releases(this_rq->lock)
1769         __acquires(busiest->lock)
1770         __acquires(this_rq->lock)
1771 {
1772         int ret = 0;
1773
1774         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1775                 if (busiest < this_rq) {
1776                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1777                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1778                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1779                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1780                         ret = 1;
1781                 } else
1782                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1783                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1784         }
1785         return ret;
1786 }
1787
1788 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1789
1790 /*
1791  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1792  */
1793 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1794 {
1795         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1796                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1797                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1798                 BUG_ON(1);
1799         }
1800
1801         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1802 }
1803
1804 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1805         __releases(busiest->lock)
1806 {
1807         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1808         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1809 }
1810 #endif
1811
1812 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1813 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1814 {
1815 #ifdef CONFIG_SMP
1816         cfs_rq->shares = shares;
1817 #endif
1818 }
1819 #endif
1820
1821 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq);
1822 static void update_sysctl(void);
1823 static int get_update_sysctl_factor(void);
1824
1825 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1826 {
1827         set_task_rq(p, cpu);
1828 #ifdef CONFIG_SMP
1829         /*
1830          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1831          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1832          * per-task data have been completed by this moment.
1833          */
1834         smp_wmb();
1835         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1836 #endif
1837 }
1838
1839 #include "sched_stats.h"
1840 #include "sched_idletask.c"
1841 #include "sched_fair.c"
1842 #include "sched_rt.c"
1843 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1844 # include "sched_debug.c"
1845 #endif
1846
1847 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1848 #define for_each_class(class) \
1849    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1850
1851 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1852 {
1853         rq->nr_running++;
1854 }
1855
1856 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1857 {
1858         rq->nr_running--;
1859 }
1860
1861 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1862 {
1863         if (task_has_rt_policy(p)) {
1864                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1865                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1866                 return;
1867         }
1868
1869         /*
1870          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1871          */
1872         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1873                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1874                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1875                 return;
1876         }
1877
1878         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1879         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1880 }
1881
1882 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1883 {
1884         s64 diff = sample - *avg;
1885         *avg += diff >> 3;
1886 }
1887
1888 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1889 {
1890         if (wakeup)
1891                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1892
1893         sched_info_queued(p);
1894         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1895         p->se.on_rq = 1;
1896 }
1897
1898 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1899 {
1900         if (sleep) {
1901                 if (p->se.last_wakeup) {
1902                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1903                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1904                         p->se.last_wakeup = 0;
1905                 } else {
1906                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1907                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1908                 }
1909         }
1910
1911         sched_info_dequeued(p);
1912         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1913         p->se.on_rq = 0;
1914 }
1915
1916 /*
1917  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1918  */
1919 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1920 {
1921         return p->static_prio;
1922 }
1923
1924 /*
1925  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1926  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1927  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1928  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1929  * estimator recalculates.
1930  */
1931 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1932 {
1933         int prio;
1934
1935         if (task_has_rt_policy(p))
1936                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1937         else
1938                 prio = __normal_prio(p);
1939         return prio;
1940 }
1941
1942 /*
1943  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1944  * taken into account by the scheduler. This value might
1945  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1946  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1947  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1948  */
1949 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1950 {
1951         p->normal_prio = normal_prio(p);
1952         /*
1953          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1954          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1955          * to the normal priority:
1956          */
1957         if (!rt_prio(p->prio))
1958                 return p->normal_prio;
1959         return p->prio;
1960 }
1961
1962 /*
1963  * activate_task - move a task to the runqueue.
1964  */
1965 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1966 {
1967         if (task_contributes_to_load(p))
1968                 rq->nr_uninterruptible--;
1969
1970         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1971         inc_nr_running(rq);
1972 }
1973
1974 /*
1975  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1976  */
1977 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1978 {
1979         if (task_contributes_to_load(p))
1980                 rq->nr_uninterruptible++;
1981
1982         dequeue_task(rq, p, sleep);
1983         dec_nr_running(rq);
1984 }
1985
1986 /**
1987  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1988  * @p: the task in question.
1989  */
1990 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1991 {
1992         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1993 }
1994
1995 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1996                                        const struct sched_class *prev_class,
1997                                        int oldprio, int running)
1998 {
1999         if (prev_class != p->sched_class) {
2000                 if (prev_class->switched_from)
2001                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
2002                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
2003         } else
2004                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
2005 }
2006
2007 #ifdef CONFIG_SMP
2008 /*
2009  * Is this task likely cache-hot:
2010  */
2011 static int
2012 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
2013 {
2014         s64 delta;
2015
2016         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
2017                 return 0;
2018
2019         /*
2020          * Buddy candidates are cache hot:
2021          */
2022         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
2023                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
2024                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
2025                 return 1;
2026
2027         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
2028                 return 1;
2029         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
2030                 return 0;
2031
2032         delta = now - p->se.exec_start;
2033
2034         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
2035 }
2036
2037 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2038 {
2039 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
2040         /*
2041          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
2042          * ttwu() will sort out the placement.
2043          */
2044         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING);
2045 #endif
2046
2047         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2048
2049         if (task_cpu(p) == new_cpu)
2050                 return;
2051
2052         p->se.nr_migrations++;
2053         perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS, 1, 1, NULL, 0);
2054
2055         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2056 }
2057
2058 struct migration_req {
2059         struct list_head list;
2060
2061         struct task_struct *task;
2062         int dest_cpu;
2063
2064         struct completion done;
2065 };
2066
2067 /*
2068  * The task's runqueue lock must be held.
2069  * Returns true if you have to wait for migration thread.
2070  */
2071 static int
2072 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
2073 {
2074         struct rq *rq = task_rq(p);
2075
2076         /*
2077          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
2078          * the next wake-up will properly place the task.
2079          */
2080         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p))
2081                 return 0;
2082
2083         init_completion(&req->done);
2084         req->task = p;
2085         req->dest_cpu = dest_cpu;
2086         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2087
2088         return 1;
2089 }
2090
2091 /*
2092  * wait_task_context_switch -   wait for a thread to complete at least one
2093  *                              context switch.
2094  *
2095  * @p must not be current.
2096  */
2097 void wait_task_context_switch(struct task_struct *p)
2098 {
2099         unsigned long nvcsw, nivcsw, flags;
2100         int running;
2101         struct rq *rq;
2102
2103         nvcsw   = p->nvcsw;
2104         nivcsw  = p->nivcsw;
2105         for (;;) {
2106                 /*
2107                  * The runqueue is assigned before the actual context
2108                  * switch. We need to take the runqueue lock.
2109                  *
2110                  * We could check initially without the lock but it is
2111                  * very likely that we need to take the lock in every
2112                  * iteration.
2113                  */
2114                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2115                 running = task_running(rq, p);
2116                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2117
2118                 if (likely(!running))
2119                         break;
2120                 /*
2121                  * The switch count is incremented before the actual
2122                  * context switch. We thus wait for two switches to be
2123                  * sure at least one completed.
2124                  */
2125                 if ((p->nvcsw - nvcsw) > 1)
2126                         break;
2127                 if ((p->nivcsw - nivcsw) > 1)
2128                         break;
2129
2130                 cpu_relax();
2131         }
2132 }
2133
2134 /*
2135  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2136  *
2137  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2138  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2139  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2140  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2141  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2142  * @p has remained unscheduled the whole time.
2143  *
2144  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2145  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2146  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2147  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2148  * waiting to become inactive.
2149  */
2150 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2151 {
2152         unsigned long flags;
2153         int running, on_rq;
2154         unsigned long ncsw;
2155         struct rq *rq;
2156
2157         for (;;) {
2158                 /*
2159                  * We do the initial early heuristics without holding
2160                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2161                  * the runqueue lock when things look like they will
2162                  * work out!
2163                  */
2164                 rq = task_rq(p);
2165
2166                 /*
2167                  * If the task is actively running on another CPU
2168                  * still, just relax and busy-wait without holding
2169                  * any locks.
2170                  *
2171                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2172                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2173                  * But we don't care, since "task_running()" will
2174                  * return false if the runqueue has changed and p
2175                  * is actually now running somewhere else!
2176                  */
2177                 while (task_running(rq, p)) {
2178                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2179                                 return 0;
2180                         cpu_relax();
2181                 }
2182
2183                 /*
2184                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2185                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2186                  * just go back and repeat.
2187                  */
2188                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2189                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2190                 running = task_running(rq, p);
2191                 on_rq = p->se.on_rq;
2192                 ncsw = 0;
2193                 if (!match_state || p->state == match_state)
2194                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2195                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2196
2197                 /*
2198                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2199                  */
2200                 if (unlikely(!ncsw))
2201                         break;
2202
2203                 /*
2204                  * Was it really running after all now that we
2205                  * checked with the proper locks actually held?
2206                  *
2207                  * Oops. Go back and try again..
2208                  */
2209                 if (unlikely(running)) {
2210                         cpu_relax();
2211                         continue;
2212                 }
2213
2214                 /*
2215                  * It's not enough that it's not actively running,
2216                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2217                  * preempted!
2218                  *
2219                  * So if it was still runnable (but just not actively
2220                  * running right now), it's preempted, and we should
2221                  * yield - it could be a while.
2222                  */
2223                 if (unlikely(on_rq)) {
2224                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2225                         continue;
2226                 }
2227
2228                 /*
2229                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2230                  * runnable, which means that it will never become
2231                  * running in the future either. We're all done!
2232                  */
2233                 break;
2234         }
2235
2236         return ncsw;
2237 }
2238
2239 /***
2240  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2241  * @p: the to-be-kicked thread
2242  *
2243  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2244  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2245  *
2246  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2247  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2248  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2249  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2250  * achieved as well.
2251  */
2252 void kick_process(struct task_struct *p)
2253 {
2254         int cpu;
2255
2256         preempt_disable();
2257         cpu = task_cpu(p);
2258         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2259                 smp_send_reschedule(cpu);
2260         preempt_enable();
2261 }
2262 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2263 #endif /* CONFIG_SMP */
2264
2265 /**
2266  * task_oncpu_function_call - call a function on the cpu on which a task runs
2267  * @p:          the task to evaluate
2268  * @func:       the function to be called
2269  * @info:       the function call argument
2270  *
2271  * Calls the function @func when the task is currently running. This might
2272  * be on the current CPU, which just calls the function directly
2273  */
2274 void task_oncpu_function_call(struct task_struct *p,
2275                               void (*func) (void *info), void *info)
2276 {
2277         int cpu;
2278
2279         preempt_disable();
2280         cpu = task_cpu(p);
2281         if (task_curr(p))
2282                 smp_call_function_single(cpu, func, info, 1);
2283         preempt_enable();
2284 }
2285
2286 #ifdef CONFIG_SMP
2287 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2288 {
2289         int dest_cpu;
2290         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu));
2291
2292         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2293         for_each_cpu_and(dest_cpu, nodemask, cpu_active_mask)
2294                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
2295                         return dest_cpu;
2296
2297         /* Any allowed, online CPU? */
2298         dest_cpu = cpumask_any_and(&p->cpus_allowed, cpu_active_mask);
2299         if (dest_cpu < nr_cpu_ids)
2300                 return dest_cpu;
2301
2302         /* No more Mr. Nice Guy. */
2303         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
2304                 rcu_read_lock();
2305                 cpuset_cpus_allowed_locked(p, &p->cpus_allowed);
2306                 rcu_read_unlock();
2307                 dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, &p->cpus_allowed);
2308
2309                 /*
2310                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2311                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2312                  * leave kernel.
2313                  */
2314                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2315                         printk(KERN_INFO "process %d (%s) no "
2316                                "longer affine to cpu%d\n",
2317                                task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2318                 }
2319         }
2320
2321         return dest_cpu;
2322 }
2323
2324 /*
2325  * Called from:
2326  *
2327  *  - fork, @p is stable because it isn't on the tasklist yet
2328  *
2329  *  - exec, @p is unstable, retry loop
2330  *
2331  *  - wake-up, we serialize ->cpus_allowed against TASK_WAKING so
2332  *             we should be good.
2333  */
2334 static inline
2335 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
2336 {
2337         int cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
2338
2339         /*
2340          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2341          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_allowed
2342          * cpu.
2343          *
2344          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2345          *
2346          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2347          *   not worry about this generic constraint ]
2348          */
2349         if (unlikely(!cpumask_test_cpu(cpu, &p->cpus_allowed) ||
2350                      !cpu_active(cpu)))
2351                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2352
2353         return cpu;
2354 }
2355 #endif
2356
2357 /***
2358  * try_to_wake_up - wake up a thread
2359  * @p: the to-be-woken-up thread
2360  * @state: the mask of task states that can be woken
2361  * @sync: do a synchronous wakeup?
2362  *
2363  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2364  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2365  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2366  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2367  * runnable without the overhead of this.
2368  *
2369  * returns failure only if the task is already active.
2370  */
2371 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state,
2372                           int wake_flags)
2373 {
2374         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2375         unsigned long flags;
2376         struct rq *rq, *orig_rq;
2377
2378         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2379                 wake_flags &= ~WF_SYNC;
2380
2381         this_cpu = get_cpu();
2382
2383         smp_wmb();
2384         rq = orig_rq = task_rq_lock(p, &flags);
2385         update_rq_clock(rq);
2386         if (!(p->state & state))
2387                 goto out;
2388
2389         if (p->se.on_rq)
2390                 goto out_running;
2391
2392         cpu = task_cpu(p);
2393         orig_cpu = cpu;
2394
2395 #ifdef CONFIG_SMP
2396         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2397                 goto out_activate;
2398
2399         /*
2400          * In order to handle concurrent wakeups and release the rq->lock
2401          * we put the task in TASK_WAKING state.
2402          *
2403          * First fix up the nr_uninterruptible count:
2404          */
2405         if (task_contributes_to_load(p))
2406                 rq->nr_uninterruptible--;
2407         p->state = TASK_WAKING;
2408
2409         if (p->sched_class->task_waking)
2410                 p->sched_class->task_waking(rq, p);
2411
2412         __task_rq_unlock(rq);
2413
2414         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2415         if (cpu != orig_cpu)
2416                 set_task_cpu(p, cpu);
2417
2418         rq = __task_rq_lock(p);
2419         update_rq_clock(rq);
2420
2421         WARN_ON(p->state != TASK_WAKING);
2422         cpu = task_cpu(p);
2423
2424 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2425         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2426         if (cpu == this_cpu)
2427                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2428         else {
2429                 struct sched_domain *sd;
2430                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2431                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2432                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2433                                 break;
2434                         }
2435                 }
2436         }
2437 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2438
2439 out_activate:
2440 #endif /* CONFIG_SMP */
2441         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2442         if (wake_flags & WF_SYNC)
2443                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2444         if (orig_cpu != cpu)
2445                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2446         if (cpu == this_cpu)
2447                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2448         else
2449                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2450         activate_task(rq, p, 1);
2451         success = 1;
2452
2453         /*
2454          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2455          */
2456         if (!in_interrupt()) {
2457                 struct sched_entity *se = &current->se;
2458                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2459
2460                 if (se->last_wakeup)
2461                         sample -= se->last_wakeup;
2462                 else
2463                         sample -= se->start_runtime;
2464                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2465
2466                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2467         }
2468
2469 out_running:
2470         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2471         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2472
2473         p->state = TASK_RUNNING;
2474 #ifdef CONFIG_SMP
2475         if (p->sched_class->task_woken)
2476                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2477
2478         if (unlikely(rq->idle_stamp)) {
2479                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
2480                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
2481
2482                 if (delta > max)
2483                         rq->avg_idle = max;
2484                 else
2485                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2486                 rq->idle_stamp = 0;
2487         }
2488 #endif
2489 out:
2490         task_rq_unlock(rq, &flags);
2491         put_cpu();
2492
2493         return success;
2494 }
2495
2496 /**
2497  * wake_up_process - Wake up a specific process
2498  * @p: The process to be woken up.
2499  *
2500  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2501  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2502  * running.
2503  *
2504  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2505  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2506  */
2507 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2508 {
2509         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2510 }
2511 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2512
2513 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2514 {
2515         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2516 }
2517
2518 /*
2519  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2520  * p is forked by current.
2521  *
2522  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2523  */
2524 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2525 {
2526         p->se.exec_start                = 0;
2527         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2528         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2529         p->se.nr_migrations             = 0;
2530         p->se.last_wakeup               = 0;
2531         p->se.avg_overlap               = 0;
2532         p->se.start_runtime             = 0;
2533         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2534
2535 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2536         p->se.wait_start                        = 0;
2537         p->se.wait_max                          = 0;
2538         p->se.wait_count                        = 0;
2539         p->se.wait_sum                          = 0;
2540
2541         p->se.sleep_start                       = 0;
2542         p->se.sleep_max                         = 0;
2543         p->se.sum_sleep_runtime                 = 0;
2544
2545         p->se.block_start                       = 0;
2546         p->se.block_max                         = 0;
2547         p->se.exec_max                          = 0;
2548         p->se.slice_max                         = 0;
2549
2550         p->se.nr_migrations_cold                = 0;
2551         p->se.nr_failed_migrations_affine       = 0;
2552         p->se.nr_failed_migrations_running      = 0;
2553         p->se.nr_failed_migrations_hot          = 0;
2554         p->se.nr_forced_migrations              = 0;
2555
2556         p->se.nr_wakeups                        = 0;
2557         p->se.nr_wakeups_sync                   = 0;
2558         p->se.nr_wakeups_migrate                = 0;
2559         p->se.nr_wakeups_local                  = 0;
2560         p->se.nr_wakeups_remote                 = 0;
2561         p->se.nr_wakeups_affine                 = 0;
2562         p->se.nr_wakeups_affine_attempts        = 0;
2563         p->se.nr_wakeups_passive                = 0;
2564         p->se.nr_wakeups_idle                   = 0;
2565
2566 #endif
2567
2568         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2569         p->se.on_rq = 0;
2570         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2571
2572 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2573         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2574 #endif
2575 }
2576
2577 /*
2578  * fork()/clone()-time setup:
2579  */
2580 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2581 {
2582         int cpu = get_cpu();
2583
2584         __sched_fork(p);
2585         /*
2586          * We mark the process as waking here. This guarantees that
2587          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2588          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2589          */
2590         p->state = TASK_WAKING;
2591
2592         /*
2593          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2594          */
2595         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2596                 if (p->policy == SCHED_FIFO || p->policy == SCHED_RR) {
2597                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2598                         p->normal_prio = p->static_prio;
2599                 }
2600
2601                 if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0) {
2602                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2603                         p->normal_prio = p->static_prio;
2604                         set_load_weight(p);
2605                 }
2606
2607                 /*
2608                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2609                  * fulfilled its duty:
2610                  */
2611                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2612         }
2613
2614         /*
2615          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2616          */
2617         p->prio = current->normal_prio;
2618
2619         if (!rt_prio(p->prio))
2620                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2621
2622         if (p->sched_class->task_fork)
2623                 p->sched_class->task_fork(p);
2624
2625 #ifdef CONFIG_SMP
2626         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0);
2627 #endif
2628         set_task_cpu(p, cpu);
2629
2630 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2631         if (likely(sched_info_on()))
2632                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2633 #endif
2634 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2635         p->oncpu = 0;
2636 #endif
2637 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2638         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2639         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2640 #endif
2641         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2642
2643         put_cpu();
2644 }
2645
2646 /*
2647  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2648  *
2649  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2650  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2651  * on the runqueue and wakes it.
2652  */
2653 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2654 {
2655         unsigned long flags;
2656         struct rq *rq;
2657
2658         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2659         BUG_ON(p->state != TASK_WAKING);
2660         p->state = TASK_RUNNING;
2661         update_rq_clock(rq);
2662         activate_task(rq, p, 0);
2663         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2664         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2665 #ifdef CONFIG_SMP
2666         if (p->sched_class->task_woken)
2667                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2668 #endif
2669         task_rq_unlock(rq, &flags);
2670 }
2671
2672 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2673
2674 /**
2675  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2676  * @notifier: notifier struct to register
2677  */
2678 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2679 {
2680         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2681 }
2682 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2683
2684 /**
2685  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2686  * @notifier: notifier struct to unregister
2687  *
2688  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2689  */
2690 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2691 {
2692         hlist_del(&notifier->link);
2693 }
2694 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2695
2696 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2697 {
2698         struct preempt_notifier *notifier;
2699         struct hlist_node *node;
2700
2701         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2702                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2703 }
2704
2705 static void
2706 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2707                                  struct task_struct *next)
2708 {
2709         struct preempt_notifier *notifier;
2710         struct hlist_node *node;
2711
2712         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2713                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2714 }
2715
2716 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2717
2718 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2719 {
2720 }
2721
2722 static void
2723 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2724                                  struct task_struct *next)
2725 {
2726 }
2727
2728 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2729
2730 /**
2731  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2732  * @rq: the runqueue preparing to switch
2733  * @prev: the current task that is being switched out
2734  * @next: the task we are going to switch to.
2735  *
2736  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2737  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2738  * switch.
2739  *
2740  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2741  * hooks.
2742  */
2743 static inline void
2744 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2745                     struct task_struct *next)
2746 {
2747         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2748         prepare_lock_switch(rq, next);
2749         prepare_arch_switch(next);
2750 }
2751
2752 /**
2753  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2754  * @rq: runqueue associated with task-switch
2755  * @prev: the thread we just switched away from.
2756  *
2757  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2758  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2759  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2760  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2761  *
2762  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2763  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2764  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2765  * details.)
2766  */
2767 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2768         __releases(rq->lock)
2769 {
2770         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2771         long prev_state;
2772
2773         rq->prev_mm = NULL;
2774
2775         /*
2776          * A task struct has one reference for the use as "current".
2777          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2778          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2779          * the scheduled task must drop that reference.
2780          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2781          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2782          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2783          * be dropped twice.
2784          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2785          */
2786         prev_state = prev->state;
2787         finish_arch_switch(prev);
2788         perf_event_task_sched_in(current, cpu_of(rq));
2789         finish_lock_switch(rq, prev);
2790
2791         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2792         if (mm)
2793                 mmdrop(mm);
2794         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2795                 /*
2796                  * Remove function-return probe instances associated with this
2797                  * task and put them back on the free list.
2798                  */
2799                 kprobe_flush_task(prev);
2800                 put_task_struct(prev);
2801         }
2802 }
2803
2804 #ifdef CONFIG_SMP
2805
2806 /* assumes rq->lock is held */
2807 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2808 {
2809         if (prev->sched_class->pre_schedule)
2810                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
2811 }
2812
2813 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2814 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2815 {
2816         if (rq->post_schedule) {
2817                 unsigned long flags;
2818
2819                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2820                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
2821                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
2822                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2823
2824                 rq->post_schedule = 0;
2825         }
2826 }
2827
2828 #else
2829
2830 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2831 {
2832 }
2833
2834 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2835 {
2836 }
2837
2838 #endif
2839
2840 /**
2841  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2842  * @prev: the thread we just switched away from.
2843  */
2844 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2845         __releases(rq->lock)
2846 {
2847         struct rq *rq = this_rq();
2848
2849         finish_task_switch(rq, prev);
2850
2851         /*
2852          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
2853          * task_switch?
2854          */
2855         post_schedule(rq);
2856
2857 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2858         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2859         preempt_enable();
2860 #endif
2861         if (current->set_child_tid)
2862                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2863 }
2864
2865 /*
2866  * context_switch - switch to the new MM and the new
2867  * thread's register state.
2868  */
2869 static inline void
2870 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2871                struct task_struct *next)
2872 {
2873         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2874
2875         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2876         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2877         mm = next->mm;
2878         oldmm = prev->active_mm;
2879         /*
2880          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2881          * combine the page table reload and the switch backend into
2882          * one hypercall.
2883          */
2884         arch_start_context_switch(prev);
2885
2886         if (likely(!mm)) {
2887                 next->active_mm = oldmm;
2888                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2889                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2890         } else
2891                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2892
2893         if (likely(!prev->mm)) {
2894                 prev->active_mm = NULL;
2895                 rq->prev_mm = oldmm;
2896         }
2897         /*
2898          * Since the runqueue lock will be released by the next
2899          * task (which is an invalid locking op but in the case
2900          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2901          * do an early lockdep release here:
2902          */
2903 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2904         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2905 #endif
2906
2907         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2908         switch_to(prev, next, prev);
2909
2910         barrier();
2911         /*
2912          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2913          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2914          * frame will be invalid.
2915          */
2916         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2917 }
2918
2919 /*
2920  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2921  *
2922  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2923  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2924  * number of context switches performed since bootup.
2925  */
2926 unsigned long nr_running(void)
2927 {
2928         unsigned long i, sum = 0;
2929
2930         for_each_online_cpu(i)
2931                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2932
2933         return sum;
2934 }
2935
2936 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2937 {
2938         unsigned long i, sum = 0;
2939
2940         for_each_possible_cpu(i)
2941                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2942
2943         /*
2944          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2945          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2946          */
2947         if (unlikely((long)sum < 0))
2948                 sum = 0;
2949
2950         return sum;
2951 }
2952
2953 unsigned long long nr_context_switches(void)
2954 {
2955         int i;
2956         unsigned long long sum = 0;
2957
2958         for_each_possible_cpu(i)
2959                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2960
2961         return sum;
2962 }
2963
2964 unsigned long nr_iowait(void)
2965 {
2966         unsigned long i, sum = 0;
2967
2968         for_each_possible_cpu(i)
2969                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2970
2971         return sum;
2972 }
2973
2974 unsigned long nr_iowait_cpu(void)
2975 {
2976         struct rq *this = this_rq();
2977         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2978 }
2979
2980 unsigned long this_cpu_load(void)
2981 {
2982         struct rq *this = this_rq();
2983         return this->cpu_load[0];
2984 }
2985
2986
2987 /* Variables and functions for calc_load */
2988 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2989 static unsigned long calc_load_update;
2990 unsigned long avenrun[3];
2991 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
2992
2993 /**
2994  * get_avenrun - get the load average array
2995  * @loads:      pointer to dest load array
2996  * @offset:     offset to add
2997  * @shift:      shift count to shift the result left
2998  *
2999  * These values are estimates at best, so no need for locking.
3000  */
3001 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
3002 {
3003         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
3004         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
3005         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
3006 }
3007
3008 static unsigned long
3009 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
3010 {
3011         load *= exp;
3012         load += active * (FIXED_1 - exp);
3013         return load >> FSHIFT;
3014 }
3015
3016 /*
3017  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
3018  * CPUs have updated calc_load_tasks.
3019  */
3020 void calc_global_load(void)
3021 {
3022         unsigned long upd = calc_load_update + 10;
3023         long active;
3024
3025         if (time_before(jiffies, upd))
3026                 return;
3027
3028         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
3029         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
3030
3031         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
3032         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
3033         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
3034
3035         calc_load_update += LOAD_FREQ;
3036 }
3037
3038 /*
3039  * Either called from update_cpu_load() or from a cpu going idle
3040  */
3041 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
3042 {
3043         long nr_active, delta;
3044
3045         nr_active = this_rq->nr_running;
3046         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
3047
3048         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
3049                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
3050                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
3051                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3052         }
3053 }
3054
3055 /*
3056  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
3057  * scheduler tick (TICK_NSEC).
3058  */
3059 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
3060 {
3061         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
3062         int i, scale;
3063
3064         this_rq->nr_load_updates++;
3065
3066         /* Update our load: */
3067         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
3068                 unsigned long old_load, new_load;
3069
3070                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3071
3072                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3073                 new_load = this_load;
3074                 /*
3075                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3076                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3077                  * example.
3078                  */
3079                 if (new_load > old_load)
3080                         new_load += scale-1;
3081                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
3082         }
3083
3084         if (time_after_eq(jiffies, this_rq->calc_load_update)) {
3085                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3086                 calc_load_account_active(this_rq);
3087         }
3088 }
3089
3090 #ifdef CONFIG_SMP
3091
3092 /*
3093  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
3094  *
3095  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
3096  * you need to do so manually before calling.
3097  */
3098 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3099         __acquires(rq1->lock)
3100         __acquires(rq2->lock)
3101 {
3102         BUG_ON(!irqs_disabled());
3103         if (rq1 == rq2) {
3104                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
3105                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
3106         } else {
3107                 if (rq1 < rq2) {
3108                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
3109                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3110                 } else {
3111                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
3112                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3113                 }
3114         }
3115         update_rq_clock(rq1);
3116         update_rq_clock(rq2);
3117 }
3118
3119 /*
3120  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
3121  *
3122  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
3123  * you need to do so manually after calling.
3124  */
3125 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3126         __releases(rq1->lock)
3127         __releases(rq2->lock)
3128 {
3129         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
3130         if (rq1 != rq2)
3131                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
3132         else
3133                 __release(rq2->lock);
3134 }
3135
3136 /*
3137  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3138  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3139  */
3140 void sched_exec(void)
3141 {
3142         struct task_struct *p = current;
3143         struct migration_req req;
3144         int dest_cpu, this_cpu;
3145         unsigned long flags;
3146         struct rq *rq;
3147
3148 again:
3149         this_cpu = get_cpu();
3150         dest_cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_EXEC, 0);
3151         if (dest_cpu == this_cpu) {
3152                 put_cpu();
3153                 return;
3154         }
3155
3156         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3157         put_cpu();
3158
3159         /*
3160          * select_task_rq() can race against ->cpus_allowed
3161          */
3162         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
3163             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu))) {
3164                 task_rq_unlock(rq, &flags);
3165                 goto again;
3166         }
3167
3168         /* force the process onto the specified CPU */
3169         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
3170                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
3171                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
3172
3173                 get_task_struct(mt);
3174                 task_rq_unlock(rq, &flags);
3175                 wake_up_process(mt);
3176                 put_task_struct(mt);
3177                 wait_for_completion(&req.done);
3178
3179                 return;
3180         }
3181         task_rq_unlock(rq, &flags);
3182 }
3183
3184 /*
3185  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
3186  * Both runqueues must be locked.
3187  */
3188 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
3189                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
3190 {
3191         deactivate_task(src_rq, p, 0);
3192         set_task_cpu(p, this_cpu);
3193         activate_task(this_rq, p, 0);
3194         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3195 }
3196
3197 /*
3198  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3199  */
3200 static
3201 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3202                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3203                      int *all_pinned)
3204 {
3205         int tsk_cache_hot = 0;
3206         /*
3207          * We do not migrate tasks that are:
3208          * 1) running (obviously), or
3209          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3210          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3211          */
3212         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3213                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3214                 return 0;
3215         }
3216         *all_pinned = 0;
3217
3218         if (task_running(rq, p)) {
3219                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3220                 return 0;
3221         }
3222
3223         /*
3224          * Aggressive migration if:
3225          * 1) task is cache cold, or
3226          * 2) too many balance attempts have failed.
3227          */
3228
3229         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3230         if (!tsk_cache_hot ||
3231                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3232 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3233                 if (tsk_cache_hot) {
3234                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3235                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3236                 }
3237 #endif
3238                 return 1;
3239         }
3240
3241         if (tsk_cache_hot) {
3242                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3243                 return 0;
3244         }
3245         return 1;
3246 }
3247
3248 static unsigned long
3249 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3250               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3251               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3252               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3253 {
3254         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3255         struct task_struct *p;
3256         long rem_load_move = max_load_move;
3257
3258         if (max_load_move == 0)
3259                 goto out;
3260
3261         pinned = 1;
3262
3263         /*
3264          * Start the load-balancing iterator:
3265          */
3266         p = iterator->start(iterator->arg);
3267 next:
3268         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3269                 goto out;
3270
3271         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3272             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3273                 p = iterator->next(iterator->arg);
3274                 goto next;
3275         }
3276
3277         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3278         pulled++;
3279         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3280
3281 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3282         /*
3283          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3284          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3285          * section.
3286          */
3287         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3288                 goto out;
3289 #endif
3290
3291         /*
3292          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3293          */
3294         if (rem_load_move > 0) {
3295                 if (p->prio < *this_best_prio)
3296                         *this_best_prio = p->prio;
3297                 p = iterator->next(iterator->arg);
3298                 goto next;
3299         }
3300 out:
3301         /*
3302          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3303          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3304          * inside pull_task().
3305          */
3306         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3307
3308         if (all_pinned)
3309                 *all_pinned = pinned;
3310
3311         return max_load_move - rem_load_move;
3312 }
3313
3314 /*
3315  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3316  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3317  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3318  *
3319  * Called with both runqueues locked.
3320  */
3321 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3322                       unsigned long max_load_move,
3323                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3324                       int *all_pinned)
3325 {
3326         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3327         unsigned long total_load_moved = 0;
3328         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3329
3330         do {
3331                 total_load_moved +=
3332                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3333                                 max_load_move - total_load_moved,
3334                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3335                 class = class->next;
3336
3337 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3338                 /*
3339                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3340                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3341                  * the critical section.
3342                  */
3343                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3344                         break;
3345 #endif
3346         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3347
3348         return total_load_moved > 0;
3349 }
3350
3351 static int
3352 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3353                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3354                    struct rq_iterator *iterator)
3355 {
3356         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3357         int pinned = 0;
3358
3359         while (p) {
3360                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3361                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3362                         /*
3363                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3364                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3365                          * stats here rather than inside pull_task().
3366                          */
3367                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3368
3369                         return 1;
3370                 }
3371                 p = iterator->next(iterator->arg);
3372         }
3373
3374         return 0;
3375 }
3376
3377 /*
3378  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3379  * part of active balancing operations within "domain".
3380  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3381  *
3382  * Called with both runqueues locked.
3383  */
3384 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3385                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3386 {
3387         const struct sched_class *class;
3388
3389         for_each_class(class) {
3390                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3391                         return 1;
3392         }
3393
3394         return 0;
3395 }
3396 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3397 /*
3398  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3399  *              during load balancing.
3400  */
3401 struct sd_lb_stats {
3402         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3403         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3404         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3405         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3406         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3407
3408         /** Statistics of this group */
3409         unsigned long this_load;
3410         unsigned long this_load_per_task;
3411         unsigned long this_nr_running;
3412
3413         /* Statistics of the busiest group */
3414         unsigned long max_load;
3415         unsigned long busiest_load_per_task;
3416         unsigned long busiest_nr_running;
3417
3418         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3419 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3420         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3421         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3422         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3423         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3424         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3425         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3426 #endif
3427 };
3428
3429 /*
3430  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3431  */
3432 struct sg_lb_stats {
3433         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3434         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3435         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3436         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3437         unsigned long group_capacity;
3438         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3439 };
3440
3441 /**
3442  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3443  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3444  */
3445 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3446 {
3447         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3448 }
3449
3450 /**
3451  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3452  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3453  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3454  */
3455 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3456                                         enum cpu_idle_type idle)
3457 {
3458         int load_idx;
3459
3460         switch (idle) {
3461         case CPU_NOT_IDLE:
3462                 load_idx = sd->busy_idx;
3463                 break;
3464
3465         case CPU_NEWLY_IDLE:
3466                 load_idx = sd->newidle_idx;
3467                 break;
3468         default:
3469                 load_idx = sd->idle_idx;
3470                 break;
3471         }
3472
3473         return load_idx;
3474 }
3475
3476
3477 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3478 /**
3479  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3480  * the given sched_domain, during load balancing.
3481  *
3482  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3483  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3484  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3485  */
3486 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3487         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3488 {
3489         /*
3490          * Busy processors will not participate in power savings
3491          * balance.
3492          */
3493         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3494                 sds->power_savings_balance = 0;
3495         else {
3496                 sds->power_savings_balance = 1;
3497                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3498                 sds->leader_nr_running = 0;
3499         }
3500 }
3501
3502 /**
3503  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3504  * sched_domain while performing load balancing.
3505  *
3506  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3507  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3508  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3509  *              load balancing ?
3510  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3511  */
3512 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3513         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3514 {
3515
3516         if (!sds->power_savings_balance)
3517                 return;
3518
3519         /*
3520          * If the local group is idle or completely loaded
3521          * no need to do power savings balance at this domain
3522          */
3523         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3524                                 !sds->this_nr_running))
3525                 sds->power_savings_balance = 0;
3526
3527         /*
3528          * If a group is already running at full capacity or idle,
3529          * don't include that group in power savings calculations
3530          */
3531         if (!sds->power_savings_balance ||
3532                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3533                 !sgs->sum_nr_running)
3534                 return;
3535
3536         /*
3537          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3538          * This is the group from where we need to pick up the load
3539          * for saving power
3540          */
3541         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3542             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3543              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3544                 sds->group_min = group;
3545                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3546                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3547                                                 sgs->sum_nr_running;
3548         }
3549
3550         /*
3551          * Calculate the group which is almost near its
3552          * capacity but still has some space to pick up some load
3553          * from other group and save more power
3554          */
3555         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
3556                 return;
3557
3558         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3559             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3560              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3561                 sds->group_leader = group;
3562                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3563         }
3564 }
3565
3566 /**
3567  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3568  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3569  *      under consideration.
3570  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3571  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3572  *
3573  * Description:
3574  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3575  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3576  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3577  *
3578  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3579  * Else returns 0.
3580  */
3581 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3582                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3583 {
3584         if (!sds->power_savings_balance)
3585                 return 0;
3586
3587         if (sds->this != sds->group_leader ||
3588                         sds->group_leader == sds->group_min)
3589                 return 0;
3590
3591         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3592         sds->busiest = sds->group_min;
3593
3594         return 1;
3595
3596 }
3597 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3598 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3599         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3600 {
3601         return;
3602 }
3603
3604 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3605         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3606 {
3607         return;
3608 }
3609
3610 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3611                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3612 {
3613         return 0;
3614 }
3615 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3616
3617
3618 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3619 {
3620         return SCHED_LOAD_SCALE;
3621 }
3622
3623 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3624 {
3625         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3626 }
3627
3628 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3629 {
3630         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3631         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3632
3633         smt_gain /= weight;
3634
3635         return smt_gain;
3636 }
3637
3638 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3639 {
3640         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3641 }
3642
3643 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3644 {
3645         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3646         u64 total, available;
3647
3648         sched_avg_update(rq);
3649
3650         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
3651         available = total - rq->rt_avg;
3652
3653         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
3654                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
3655
3656         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3657
3658         return div_u64(available, total);
3659 }
3660
3661 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3662 {
3663         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3664         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
3665         struct sched_group *sdg = sd->groups;
3666
3667         if (sched_feat(ARCH_POWER))
3668                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
3669         else
3670                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
3671
3672         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3673
3674         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
3675                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
3676                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
3677                 else
3678                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
3679
3680                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3681         }
3682
3683         power *= scale_rt_power(cpu);
3684         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3685
3686         if (!power)
3687                 power = 1;
3688
3689         sdg->cpu_power = power;
3690 }
3691
3692 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3693 {
3694         struct sched_domain *child = sd->child;
3695         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
3696         unsigned long power;
3697
3698         if (!child) {
3699                 update_cpu_power(sd, cpu);
3700                 return;
3701         }
3702
3703         power = 0;
3704
3705         group = child->groups;
3706         do {
3707                 power += group->cpu_power;
3708                 group = group->next;
3709         } while (group != child->groups);
3710
3711         sdg->cpu_power = power;
3712 }
3713
3714 /**
3715  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3716  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
3717  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3718  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3719  * @idle: Idle status of this_cpu
3720  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3721  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3722  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3723  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3724  * @balance: Should we balance.
3725  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3726  */
3727 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
3728                         struct sched_group *group, int this_cpu,
3729                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3730                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3731                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3732 {
3733         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3734         int i;
3735         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3736         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3737         unsigned long avg_load_per_task;
3738
3739         if (local_group) {
3740                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3741                 if (balance_cpu == this_cpu)
3742                         update_group_power(sd, this_cpu);
3743         }
3744
3745         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3746         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3747         max_cpu_load = 0;
3748         min_cpu_load = ~0UL;
3749
3750         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3751                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3752
3753                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3754                         *sd_idle = 0;
3755
3756                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3757                 if (local_group) {
3758                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3759                                 first_idle_cpu = 1;
3760                                 balance_cpu = i;
3761                         }
3762
3763                         load = target_load(i, load_idx);
3764                 } else {
3765                         load = source_load(i, load_idx);
3766                         if (load > max_cpu_load)
3767                                 max_cpu_load = load;
3768                         if (min_cpu_load > load)
3769                                 min_cpu_load = load;
3770                 }
3771
3772                 sgs->group_load += load;
3773                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3774                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3775
3776                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3777         }
3778
3779         /*
3780          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3781          * is eligible for doing load balancing at this and above
3782          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3783          * to do the newly idle load balance.
3784          */
3785         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3786             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3787                 *balance = 0;
3788                 return;
3789         }
3790
3791         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3792         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
3793
3794
3795         /*
3796          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3797          * than the average weight of two tasks.
3798          *
3799          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3800          *      might not be a suitable number - should we keep a
3801          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3802          *      the hierarchy?
3803          */
3804         avg_load_per_task = (sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3805                 group->cpu_power;
3806
3807         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3808                 sgs->group_imb = 1;
3809
3810         sgs->group_capacity =
3811                 DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
3812 }
3813
3814 /**
3815  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3816  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3817  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3818  * @idle: Idle status of this_cpu
3819  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3820  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3821  * @balance: Should we balance.
3822  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3823  */
3824 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3825                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3826                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3827                         struct sd_lb_stats *sds)
3828 {
3829         struct sched_domain *child = sd->child;
3830         struct sched_group *group = sd->groups;
3831         struct sg_lb_stats sgs;
3832         int load_idx, prefer_sibling = 0;
3833
3834         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
3835                 prefer_sibling = 1;
3836
3837         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3838         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3839
3840         do {
3841                 int local_group;
3842
3843                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3844                                                sched_group_cpus(group));
3845                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3846                 update_sg_lb_stats(sd, group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3847                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3848
3849                 if (local_group && balance && !(*balance))
3850                         return;
3851
3852                 sds->total_load += sgs.group_load;
3853                 sds->total_pwr += group->cpu_power;
3854
3855                 /*
3856                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
3857                  * first, lower the group capacity to one so that we'll try
3858                  * and move all the excess tasks away.
3859                  */
3860                 if (prefer_sibling)
3861                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
3862
3863                 if (local_group) {
3864                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3865                         sds->this = group;
3866                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3867                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3868                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3869                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3870                                 sgs.group_imb)) {
3871                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3872                         sds->busiest = group;
3873                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3874                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3875                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3876                 }
3877
3878                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3879                 group = group->next;
3880         } while (group != sd->groups);
3881 }
3882
3883 /**
3884  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3885  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3886  *                      load balancing.
3887  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3888  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3889  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3890  */
3891 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3892                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3893 {
3894         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3895         unsigned int imbn = 2;
3896
3897         if (sds->this_nr_running) {
3898                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3899                 if (sds->busiest_load_per_task >
3900                                 sds->this_load_per_task)
3901                         imbn = 1;
3902         } else
3903                 sds->this_load_per_task =
3904                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3905
3906         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3907                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3908                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3909                 return;
3910         }
3911
3912         /*
3913          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3914          * however we may be able to increase total CPU power used by
3915          * moving them.
3916          */
3917
3918         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
3919                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3920         pwr_now += sds->this->cpu_power *
3921                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3922         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3923
3924         /* Amount of load we'd subtract */
3925         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3926                 sds->busiest->cpu_power;
3927         if (sds->max_load > tmp)
3928                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
3929                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3930
3931         /* Amount of load we'd add */
3932         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
3933                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3934                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
3935                         sds->this->cpu_power;
3936         else
3937                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3938                         sds->this->cpu_power;
3939         pwr_move += sds->this->cpu_power *
3940                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3941         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3942
3943         /* Move if we gain throughput */
3944         if (pwr_move > pwr_now)
3945                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3946 }
3947
3948 /**
3949  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3950  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3951  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3952  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3953  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3954  */
3955 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3956                 unsigned long *imbalance)
3957 {
3958         unsigned long max_pull;
3959         /*
3960          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3961          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3962          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3963          */
3964         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3965                 *imbalance = 0;
3966                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3967         }
3968
3969         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3970         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3971                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3972
3973         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3974         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
3975                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
3976                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3977
3978         /*
3979          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3980          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3981          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3982          * moved
3983          */
3984         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3985                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3986
3987 }
3988 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3989
3990 /**
3991  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3992  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3993  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3994  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3995  * such a group exists.
3996  *
3997  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3998  * to restore balance.
3999  *
4000  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
4001  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
4002  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
4003  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
4004  * @idle: The idle status of this_cpu.
4005  * @sd_idle: The idleness of sd
4006  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
4007  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
4008  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
4009  *
4010  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
4011  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
4012  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
4013  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
4014  */
4015 static struct sched_group *
4016 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
4017                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
4018                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
4019 {
4020         struct sd_lb_stats sds;
4021
4022         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
4023
4024         /*
4025          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
4026          * this level.
4027          */
4028         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
4029                                         balance, &sds);
4030
4031         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
4032         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
4033          *    at this level.
4034          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
4035          * 3) This group is the busiest group.
4036          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
4037          *    sched_domain.
4038          * 5) The imbalance is within the specified limit.
4039          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
4040          */
4041         if (balance && !(*balance))
4042                 goto ret;
4043
4044         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4045                 goto out_balanced;
4046
4047         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4048                 goto out_balanced;
4049
4050         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4051
4052         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4053                 goto out_balanced;
4054
4055         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4056                 goto out_balanced;
4057
4058         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
4059         if (sds.group_imb)
4060                 sds.busiest_load_per_task =
4061                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
4062
4063         /*
4064          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4065          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4066          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
4067          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
4068          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
4069          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
4070          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
4071          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
4072          * appear as very large values with unsigned longs.
4073          */
4074         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
4075                 goto out_balanced;
4076
4077         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4078         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
4079         return sds.busiest;
4080
4081 out_balanced:
4082         /*
4083          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
4084          * to save power.
4085          */
4086         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
4087                 return sds.busiest;
4088 ret:
4089         *imbalance = 0;
4090         return NULL;
4091 }
4092
4093 /*
4094  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4095  */
4096 static struct rq *
4097 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
4098                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
4099 {
4100         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4101         unsigned long max_load = 0;
4102         int i;
4103
4104         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4105                 unsigned long power = power_of(i);
4106                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
4107                 unsigned long wl;
4108
4109                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
4110                         continue;
4111
4112                 rq = cpu_rq(i);
4113                 wl = weighted_cpuload(i) * SCHED_LOAD_SCALE;
4114                 wl /= power;
4115
4116                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
4117                         continue;
4118
4119                 if (wl > max_load) {
4120                         max_load = wl;
4121                         busiest = rq;
4122                 }
4123         }
4124
4125         return busiest;
4126 }
4127
4128 /*
4129  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4130  * so long as it is large enough.
4131  */
4132 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4133
4134 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4135 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4136
4137 /*
4138  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4139  * tasks if there is an imbalance.
4140  */
4141 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4142                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4143                         int *balance)
4144 {
4145         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
4146         struct sched_group *group;
4147         unsigned long imbalance;
4148         struct rq *busiest;
4149         unsigned long flags;
4150         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4151
4152         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4153
4154         /*
4155          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4156          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4157          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
4158          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4159          */
4160         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4161             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4162                 sd_idle = 1;
4163
4164         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4165
4166 redo:
4167         update_shares(sd);
4168         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
4169                                    cpus, balance);
4170
4171         if (*balance == 0)
4172                 goto out_balanced;
4173
4174         if (!group) {
4175                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4176                 goto out_balanced;
4177         }
4178
4179         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
4180         if (!busiest) {
4181                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4182                 goto out_balanced;
4183         }
4184
4185         BUG_ON(busiest == this_rq);
4186
4187         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
4188
4189         ld_moved = 0;
4190         if (busiest->nr_running > 1) {
4191                 /*
4192                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4193                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4194                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4195                  * correctly treated as an imbalance.
4196                  */
4197                 local_irq_save(flags);
4198                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4199                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4200                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
4201                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4202                 local_irq_restore(flags);
4203
4204                 /*
4205                  * some other cpu did the load balance for us.
4206                  */
4207                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
4208                         resched_cpu(this_cpu);
4209
4210                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4211                 if (unlikely(all_pinned)) {
4212                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4213                         if (!cpumask_empty(cpus))
4214                                 goto redo;
4215                         goto out_balanced;
4216                 }
4217         }
4218
4219         if (!ld_moved) {
4220                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4221                 sd->nr_balance_failed++;
4222
4223                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
4224
4225                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4226
4227                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
4228                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4229                          */
4230                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4231                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4232                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
4233                                                             flags);
4234                                 all_pinned = 1;
4235                                 goto out_one_pinned;
4236                         }
4237
4238                         if (!busiest->active_balance) {
4239                                 busiest->active_balance = 1;
4240                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4241                                 active_balance = 1;
4242                         }
4243                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4244                         if (active_balance)
4245                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
4246
4247                         /*
4248                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4249                          * counter.
4250                          */
4251                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4252                 }
4253         } else
4254                 sd->nr_balance_failed = 0;
4255
4256         if (likely(!active_balance)) {
4257                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4258                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4259         } else {
4260                 /*
4261                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4262                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4263                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4264                  * move_tasks).
4265                  */
4266                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4267                         sd->balance_interval *= 2;
4268         }
4269
4270         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4271             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4272                 ld_moved = -1;
4273
4274         goto out;
4275
4276 out_balanced:
4277         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4278
4279         sd->nr_balance_failed = 0;
4280
4281 out_one_pinned:
4282         /* tune up the balancing interval */
4283         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4284                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4285                 sd->balance_interval *= 2;
4286
4287         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4288             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4289                 ld_moved = -1;
4290         else
4291                 ld_moved = 0;
4292 out:
4293         if (ld_moved)
4294                 update_shares(sd);
4295         return ld_moved;
4296 }
4297
4298 /*
4299  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4300  * tasks if there is an imbalance.
4301  *
4302  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
4303  * this_rq is locked.
4304  */
4305 static int
4306 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
4307 {
4308         struct sched_group *group;
4309         struct rq *busiest = NULL;
4310         unsigned long imbalance;
4311         int ld_moved = 0;
4312         int sd_idle = 0;
4313         int all_pinned = 0;
4314         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4315
4316         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4317
4318         /*
4319          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4320          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4321          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
4322          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4323          */
4324         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4325             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4326                 sd_idle = 1;
4327
4328         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
4329 redo:
4330         update_shares_locked(this_rq, sd);
4331         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
4332                                    &sd_idle, cpus, NULL);
4333         if (!group) {
4334                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
4335                 goto out_balanced;
4336         }
4337
4338         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
4339         if (!busiest) {
4340                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
4341                 goto out_balanced;
4342         }
4343
4344         BUG_ON(busiest == this_rq);
4345
4346         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
4347
4348         ld_moved = 0;
4349         if (busiest->nr_running > 1) {
4350                 /* Attempt to move tasks */
4351                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4352                 /* this_rq->clock is already updated */
4353                 update_rq_clock(busiest);
4354                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4355                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
4356                                         &all_pinned);
4357                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4358
4359                 if (unlikely(all_pinned)) {
4360                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4361                         if (!cpumask_empty(cpus))
4362                                 goto redo;
4363                 }
4364         }
4365
4366         if (!ld_moved) {
4367                 int active_balance = 0;
4368
4369                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
4370                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4371                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4372                         return -1;
4373
4374                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4375                         return -1;
4376
4377                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
4378                         return -1;
4379
4380                 /*
4381                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4382                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4383                  * package. The same method used to move task in load_balance()
4384                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
4385                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
4386                  *
4387                  * The package power saving logic comes from
4388                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
4389                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
4390                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4391                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4392                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4393                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4394                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4395                  *
4396                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4397                  * will be more than one task in the source run queue and
4398                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4399                  * active balance code will not be triggered.
4400                  */
4401
4402                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
4403                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4404
4405                 /*
4406                  * don't kick the migration_thread, if the curr
4407                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4408                  */
4409                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4410                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4411                         all_pinned = 1;
4412                         return ld_moved;
4413                 }
4414
4415                 if (!busiest->active_balance) {
4416                         busiest->active_balance = 1;
4417                         busiest->push_cpu = this_cpu;
4418                         active_balance = 1;
4419                 }
4420
4421                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4422                 /*
4423                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
4424                  */
4425                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
4426                 if (active_balance)
4427                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
4428                 raw_spin_lock(&this_rq->lock);
4429
4430         } else
4431                 sd->nr_balance_failed = 0;
4432
4433         update_shares_locked(this_rq, sd);
4434         return ld_moved;
4435
4436 out_balanced:
4437         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
4438         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4439             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4440                 return -1;
4441         sd->nr_balance_failed = 0;
4442
4443         return 0;
4444 }
4445
4446 /*
4447  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4448  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4449  */
4450 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4451 {
4452         struct sched_domain *sd;
4453         int pulled_task = 0;
4454         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4455
4456         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
4457
4458         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
4459                 return;
4460
4461         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4462                 unsigned long interval;
4463
4464                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4465                         continue;
4466
4467                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
4468                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4469                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
4470                                                            sd);
4471
4472                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4473                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4474                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4475                 if (pulled_task) {
4476                         this_rq->idle_stamp = 0;
4477                         break;
4478                 }
4479         }
4480         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4481                 /*
4482                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4483                  * a busy processor. So reset next_balance.
4484                  */
4485                 this_rq->next_balance = next_balance;
4486         }
4487 }
4488
4489 /*
4490  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
4491  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
4492  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
4493  * logical imbalances.
4494  *
4495  * Called with busiest_rq locked.
4496  */
4497 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
4498 {
4499         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4500         struct sched_domain *sd;
4501         struct rq *target_rq;
4502
4503         /* Is there any task to move? */
4504         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4505                 return;
4506
4507         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4508
4509         /*
4510          * This condition is "impossible", if it occurs
4511          * we need to fix it. Originally reported by
4512          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4513          */
4514         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4515
4516         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4517         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4518         update_rq_clock(busiest_rq);
4519         update_rq_clock(target_rq);
4520
4521         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4522         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4523                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4524                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4525                                 break;
4526         }
4527
4528         if (likely(sd)) {
4529                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4530
4531                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4532                                   sd, CPU_IDLE))
4533                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4534                 else
4535                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4536         }
4537         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4538 }
4539
4540 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4541 static struct {
4542         atomic_t load_balancer;
4543         cpumask_var_t cpu_mask;
4544         cpumask_var_t ilb_grp_nohz_mask;
4545 } nohz ____cacheline_aligned = {
4546         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
4547 };
4548
4549 int get_nohz_load_balancer(void)
4550 {
4551         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
4552 }
4553
4554 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
4555 /**
4556  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
4557  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
4558  *              be returned.
4559  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
4560  *              for the given cpu.
4561  *
4562  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
4563  */
4564 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
4565 {
4566         struct sched_domain *sd;
4567
4568         for_each_domain(cpu, sd)
4569                 if (sd && (sd->flags & flag))
4570                         break;
4571
4572         return sd;
4573 }
4574
4575 /**
4576  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
4577  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
4578  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
4579  *              for cpu.
4580  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
4581  *
4582  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
4583  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
4584  */
4585 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
4586         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
4587                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
4588
4589 /**
4590  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
4591  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
4592  *
4593  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
4594  *
4595  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
4596  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
4597  * sched_group is semi-idle or not.
4598  */
4599 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
4600 {
4601         cpumask_and(nohz.ilb_grp_nohz_mask, nohz.cpu_mask,
4602                                         sched_group_cpus(ilb_group));
4603
4604         /*
4605          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
4606          * and atleast one idle cpu.
4607          */
4608         if (cpumask_empty(nohz.ilb_grp_nohz_mask))
4609                 return 0;
4610
4611         if (cpumask_equal(nohz.ilb_grp_nohz_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
4612                 return 0;
4613
4614         return 1;
4615 }
4616 /**
4617  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
4618  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
4619  *
4620  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
4621  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
4622  *
4623  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
4624  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
4625  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
4626  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
4627  */
4628 static int find_new_ilb(int cpu)
4629 {
4630         struct sched_domain *sd;
4631         struct sched_group *ilb_group;
4632
4633         /*
4634          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
4635          * when power-aware load balancing is enabled
4636          */
4637         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
4638                 goto out_done;
4639
4640         /*
4641          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
4642          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
4643          */
4644         if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) < 2)
4645                 goto out_done;
4646
4647         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
4648                 ilb_group = sd->groups;
4649
4650                 do {
4651                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
4652                                 return cpumask_first(nohz.ilb_grp_nohz_mask);
4653
4654                         ilb_group = ilb_group->next;
4655
4656                 } while (ilb_group != sd->groups);
4657         }
4658
4659 out_done:
4660         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4661 }
4662 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
4663 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4664 {
4665         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4666 }
4667 #endif
4668
4669 /*
4670  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4671  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4672  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
4673  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
4674  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
4675  * arrives...
4676  *
4677  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
4678  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
4679  * nohz.cpu_mask..
4680  *
4681  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
4682  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
4683  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
4684  * there is no need for ilb owner.
4685  *
4686  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
4687  * next busy scheduler_tick()
4688  */
4689 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4690 {
4691         int cpu = smp_processor_id();
4692
4693         if (stop_tick) {
4694                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
4695
4696                 if (!cpu_active(cpu)) {
4697                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4698                                 return 0;
4699
4700                         /*
4701                          * If we are going offline and still the leader,
4702                          * give up!
4703                          */
4704                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4705                                 BUG();
4706
4707                         return 0;
4708                 }
4709
4710                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4711
4712                 /* time for ilb owner also to sleep */
4713                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_active_cpus()) {
4714                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4715                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4716                         return 0;
4717                 }
4718
4719                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4720                         /* make me the ilb owner */
4721                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
4722                                 return 1;
4723                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4724                         int new_ilb;
4725
4726                         if (!(sched_smt_power_savings ||
4727                                                 sched_mc_power_savings))
4728                                 return 1;
4729                         /*
4730                          * Check to see if there is a more power-efficient
4731                          * ilb.
4732                          */
4733                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
4734                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
4735                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4736                                 resched_cpu(new_ilb);
4737                                 return 0;
4738                         }
4739                         return 1;
4740                 }
4741         } else {
4742                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4743                         return 0;
4744
4745                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4746
4747                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4748                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4749                                 BUG();
4750         }
4751         return 0;
4752 }
4753 #endif
4754
4755 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4756
4757 /*
4758  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4759  * and initiates a balancing operation if so.
4760  *
4761  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4762  */
4763 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4764 {
4765         int balance = 1;
4766         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4767         unsigned long interval;
4768         struct sched_domain *sd;
4769         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4770         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4771         int update_next_balance = 0;
4772         int need_serialize;
4773
4774         for_each_domain(cpu, sd) {
4775                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4776                         continue;
4777
4778                 interval = sd->balance_interval;
4779                 if (idle != CPU_IDLE)
4780                         interval *= sd->busy_factor;
4781
4782                 /* scale ms to jiffies */
4783                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4784                 if (unlikely(!interval))
4785                         interval = 1;
4786                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
4787                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
4788
4789                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4790
4791                 if (need_serialize) {
4792                         if (!spin_trylock(&balancing))
4793                                 goto out;
4794                 }
4795
4796                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4797                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4798                                 /*
4799                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4800                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
4801                                  * not idle.
4802                                  */
4803                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4804                         }
4805                         sd->last_balance = jiffies;
4806                 }
4807                 if (need_serialize)
4808                         spin_unlock(&balancing);
4809 out:
4810                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4811                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4812                         update_next_balance = 1;
4813                 }
4814
4815                 /*
4816                  * Stop the load balance at this level. There is another
4817                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4818                  * actively.
4819                  */
4820                 if (!balance)
4821                         break;
4822         }
4823
4824         /*
4825          * next_balance will be updated only when there is a need.
4826          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4827          * updated.
4828          */
4829         if (likely(update_next_balance))
4830                 rq->next_balance = next_balance;
4831 }
4832
4833 /*
4834  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4835  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
4836  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4837  */
4838 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4839 {
4840         int this_cpu = smp_processor_id();
4841         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4842         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
4843                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4844
4845         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4846
4847 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4848         /*
4849          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
4850          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4851          * stopped.
4852          */
4853         if (this_rq->idle_at_tick &&
4854             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
4855                 struct rq *rq;
4856                 int balance_cpu;
4857
4858                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
4859                         if (balance_cpu == this_cpu)
4860                                 continue;
4861
4862                         /*
4863                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4864                          * work being done for other cpus. Next load
4865                          * balancing owner will pick it up.
4866                          */
4867                         if (need_resched())
4868                                 break;
4869
4870                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4871
4872                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
4873                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4874                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4875                 }
4876         }
4877 #endif
4878 }
4879
4880 static inline int on_null_domain(int cpu)
4881 {
4882         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
4883 }
4884
4885 /*
4886  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4887  *
4888  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
4889  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
4890  * if the whole system is idle.
4891  */
4892 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4893 {
4894 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4895         /*
4896          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4897          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4898          * load balancer.
4899          */
4900         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4901                 rq->in_nohz_recently = 0;
4902
4903                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4904                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4905                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4906                 }
4907
4908                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4909                         int ilb = find_new_ilb(cpu);
4910
4911                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4912                                 resched_cpu(ilb);
4913                 }
4914         }
4915
4916         /*
4917          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4918          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4919          */
4920         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4921             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4922                 resched_cpu(cpu);
4923                 return;
4924         }
4925
4926         /*
4927          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4928          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4929          */
4930         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4931             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4932                 return;
4933 #endif
4934         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4935         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4936             likely(!on_null_domain(cpu)))
4937                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4938 }
4939
4940 #else   /* CONFIG_SMP */
4941
4942 /*
4943  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4944  */
4945 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4946 {
4947 }
4948
4949 #endif
4950
4951 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4952
4953 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4954
4955 /*
4956  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4957  * @p in case that task is currently running.
4958  *
4959  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4960  */
4961 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4962 {
4963         u64 ns = 0;
4964
4965         if (task_current(rq, p)) {
4966                 update_rq_clock(rq);
4967                 ns = rq->clock - p->se.exec_start;
4968                 if ((s64)ns < 0)
4969                         ns = 0;
4970         }
4971
4972         return ns;
4973 }
4974
4975 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4976 {
4977         unsigned long flags;
4978         struct rq *rq;
4979         u64 ns = 0;
4980
4981         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4982         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4983         task_rq_unlock(rq, &flags);
4984
4985         return ns;
4986 }
4987
4988 /*
4989  * Return accounted runtime for the task.
4990  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4991  * pending runtime that have not been accounted yet.
4992  */
4993 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4994 {
4995         unsigned long flags;
4996         struct rq *rq;
4997         u64 ns = 0;
4998
4999         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5000         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
5001         task_rq_unlock(rq, &flags);
5002
5003         return ns;
5004 }
5005
5006 /*
5007  * Return sum_exec_runtime for the thread group.
5008  * In case the task is currently running, return the sum plus current's
5009  * pending runtime that have not been accounted yet.
5010  *
5011  * Note that the thread group might have other running tasks as well,
5012  * so the return value not includes other pending runtime that other
5013  * running tasks might have.
5014  */
5015 unsigned long long thread_group_sched_runtime(struct task_struct *p)
5016 {
5017         struct task_cputime totals;
5018         unsigned long flags;
5019         struct rq *rq;
5020         u64 ns;
5021
5022         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5023         thread_group_cputime(p, &totals);
5024         ns = totals.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
5025         task_rq_unlock(rq, &flags);
5026
5027         return ns;
5028 }
5029
5030 /*
5031  * Account user cpu time to a process.
5032  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5033  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
5034  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5035  */
5036 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5037                        cputime_t cputime_scaled)
5038 {
5039         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5040         cputime64_t tmp;
5041
5042         /* Add user time to process. */
5043         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5044         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5045         account_group_user_time(p, cputime);
5046
5047         /* Add user time to cpustat. */
5048         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5049         if (TASK_NICE(p) > 0)
5050                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
5051         else
5052                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5053
5054         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
5055         /* Account for user time used */
5056         acct_update_integrals(p);
5057 }
5058
5059 /*
5060  * Account guest cpu time to a process.
5061  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5062  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
5063  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5064  */
5065 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5066                                cputime_t cputime_scaled)
5067 {
5068         cputime64_t tmp;
5069         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5070
5071         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5072
5073         /* Add guest time to process. */
5074         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5075         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5076         account_group_user_time(p, cputime);
5077         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
5078
5079         /* Add guest time to cpustat. */
5080         if (TASK_NICE(p) > 0) {
5081                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
5082                 cpustat->guest_nice = cputime64_add(cpustat->guest_nice, tmp);
5083         } else {
5084                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5085                 cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
5086         }
5087 }
5088
5089 /*
5090  * Account system cpu time to a process.
5091  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5092  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
5093  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
5094  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5095  */
5096 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
5097                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
5098 {
5099         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5100         cputime64_t tmp;
5101
5102         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
5103                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
5104                 return;
5105         }
5106
5107         /* Add system time to process. */
5108         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
5109         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
5110         account_group_system_time(p, cputime);
5111
5112         /* Add system time to cpustat. */
5113         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5114         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
5115                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
5116         else if (softirq_count())
5117                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
5118         else
5119                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
5120
5121         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
5122
5123         /* Account for system time used */
5124         acct_update_integrals(p);
5125 }
5126
5127 /*
5128  * Account for involuntary wait time.
5129  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
5130  */
5131 void account_steal_time(cputime_t cputime)
5132 {
5133         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5134         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5135
5136         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
5137 }
5138
5139 /*
5140  * Account for idle time.
5141  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
5142  */
5143 void account_idle_time(cputime_t cputime)
5144 {
5145         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5146         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5147         struct rq *rq = this_rq();
5148
5149         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
5150                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
5151         else
5152                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
5153 }
5154
5155 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5156
5157 /*
5158  * Account a single tick of cpu time.
5159  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5160  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
5161  */
5162 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
5163 {
5164         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
5165         struct rq *rq = this_rq();
5166
5167         if (user_tick)
5168                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
5169         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
5170                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
5171                                     one_jiffy_scaled);
5172         else
5173                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
5174 }
5175
5176 /*
5177  * Account multiple ticks of steal time.
5178  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
5179  * @ticks: number of stolen ticks
5180  */
5181 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
5182 {
5183         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5184 }
5185
5186 /*
5187  * Account multiple ticks of idle time.
5188  * @ticks: number of stolen ticks
5189  */
5190 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
5191 {
5192         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5193 }
5194
5195 #endif
5196
5197 /*
5198  * Use precise platform statistics if available:
5199  */
5200 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5201 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5202 {
5203         *ut = p->utime;
5204         *st = p->stime;
5205 }
5206
5207 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5208 {
5209         struct task_cputime cputime;
5210
5211         thread_group_cputime(p, &cputime);
5212
5213         *ut = cputime.utime;
5214         *st = cputime.stime;
5215 }
5216 #else
5217
5218 #ifndef nsecs_to_cputime
5219 # define nsecs_to_cputime(__nsecs)      nsecs_to_jiffies(__nsecs)
5220 #endif
5221
5222 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5223 {
5224         cputime_t rtime, utime = p->utime, total = cputime_add(utime, p->stime);
5225
5226         /*
5227          * Use CFS's precise accounting:
5228          */
5229         rtime = nsecs_to_cputime(p->se.sum_exec_runtime);
5230
5231         if (total) {
5232                 u64 temp;
5233
5234                 temp = (u64)(rtime * utime);
5235                 do_div(temp, total);
5236                 utime = (cputime_t)temp;
5237         } else
5238                 utime = rtime;
5239
5240         /*
5241          * Compare with previous values, to keep monotonicity:
5242          */
5243         p->prev_utime = max(p->prev_utime, utime);
5244         p->prev_stime = max(p->prev_stime, cputime_sub(rtime, p->prev_utime));
5245
5246         *ut = p->prev_utime;
5247         *st = p->prev_stime;
5248 }
5249
5250 /*
5251  * Must be called with siglock held.
5252  */
5253 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5254 {
5255         struct signal_struct *sig = p->signal;
5256         struct task_cputime cputime;
5257         cputime_t rtime, utime, total;
5258
5259         thread_group_cputime(p, &cputime);
5260
5261         total = cputime_add(cputime.utime, cputime.stime);
5262         rtime = nsecs_to_cputime(cputime.sum_exec_runtime);
5263
5264         if (total) {
5265                 u64 temp;
5266
5267                 temp = (u64)(rtime * cputime.utime);
5268                 do_div(temp, total);
5269                 utime = (cputime_t)temp;
5270         } else
5271                 utime = rtime;
5272
5273         sig->prev_utime = max(sig->prev_utime, utime);
5274         sig->prev_stime = max(sig->prev_stime,
5275                               cputime_sub(rtime, sig->prev_utime));
5276
5277         *ut = sig->prev_utime;
5278         *st = sig->prev_stime;
5279 }
5280 #endif
5281
5282 /*
5283  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5284  * We call it with interrupts disabled.
5285  *
5286  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
5287  * timeslices.
5288  */
5289 void scheduler_tick(void)
5290 {
5291         int cpu = smp_processor_id();
5292         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5293         struct task_struct *curr = rq->curr;
5294
5295         sched_clock_tick();
5296
5297         raw_spin_lock(&rq->lock);
5298         update_rq_clock(rq);
5299         update_cpu_load(rq);
5300         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5301         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5302
5303         perf_event_task_tick(curr, cpu);
5304
5305 #ifdef CONFIG_SMP
5306         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
5307         trigger_load_balance(rq, cpu);
5308 #endif
5309 }
5310
5311 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
5312 {
5313         if (in_lock_functions(addr)) {
5314                 addr = CALLER_ADDR2;
5315                 if (in_lock_functions(addr))
5316                         addr = CALLER_ADDR3;
5317         }
5318         return addr;
5319 }
5320
5321 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5322                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
5323
5324 void __kprobes add_preempt_count(int val)
5325 {
5326 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5327         /*
5328          * Underflow?
5329          */
5330         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5331                 return;
5332 #endif
5333         preempt_count() += val;
5334 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5335         /*
5336          * Spinlock count overflowing soon?
5337          */
5338         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5339                                 PREEMPT_MASK - 10);
5340 #endif
5341         if (preempt_count() == val)
5342                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5343 }
5344 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
5345
5346 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
5347 {
5348 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5349         /*
5350          * Underflow?
5351          */
5352         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5353                 return;
5354         /*
5355          * Is the spinlock portion underflowing?
5356          */
5357         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5358                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5359                 return;
5360 #endif
5361
5362         if (preempt_count() == val)
5363                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5364         preempt_count() -= val;
5365 }
5366 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
5367
5368 #endif
5369
5370 /*
5371  * Print scheduling while atomic bug:
5372  */
5373 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5374 {
5375         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
5376
5377         pr_err("BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5378                prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5379
5380         debug_show_held_locks(prev);
5381         print_modules();
5382         if (irqs_disabled())
5383                 print_irqtrace_events(prev);
5384
5385         if (regs)
5386                 show_regs(regs);
5387         else
5388                 dump_stack();
5389 }
5390
5391 /*
5392  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5393  */
5394 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
5395 {
5396         /*
5397          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
5398          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
5399          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
5400          */
5401         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
5402                 __schedule_bug(prev);
5403
5404         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5405
5406         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
5407 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5408         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
5409                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
5410                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
5411         }
5412 #endif
5413 }
5414
5415 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5416 {
5417         if (prev->state == TASK_RUNNING) {
5418                 u64 runtime = prev->se.sum_exec_runtime;
5419
5420                 runtime -= prev->se.prev_sum_exec_runtime;
5421                 runtime = min_t(u64, runtime, 2*sysctl_sched_migration_cost);
5422
5423                 /*
5424                  * In order to avoid avg_overlap growing stale when we are
5425                  * indeed overlapping and hence not getting put to sleep, grow
5426                  * the avg_overlap on preemption.
5427                  *
5428                  * We use the average preemption runtime because that
5429                  * correlates to the amount of cache footprint a task can
5430                  * build up.
5431                  */
5432                 update_avg(&prev->se.avg_overlap, runtime);
5433         }
5434         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
5435 }
5436
5437 /*
5438  * Pick up the highest-prio task:
5439  */
5440 static inline struct task_struct *
5441 pick_next_task(struct rq *rq)
5442 {
5443         const struct sched_class *class;
5444         struct task_struct *p;
5445
5446         /*
5447          * Optimization: we know that if all tasks are in
5448          * the fair class we can call that function directly:
5449          */
5450         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
5451                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
5452                 if (likely(p))
5453                         return p;
5454         }
5455
5456         class = sched_class_highest;
5457         for ( ; ; ) {
5458                 p = class->pick_next_task(rq);
5459                 if (p)
5460                         return p;
5461                 /*
5462                  * Will never be NULL as the idle class always
5463                  * returns a non-NULL p:
5464                  */
5465                 class = class->next;
5466         }
5467 }
5468
5469 /*
5470  * schedule() is the main scheduler function.
5471  */
5472 asmlinkage void __sched schedule(void)
5473 {
5474         struct task_struct *prev, *next;
5475         unsigned long *switch_count;
5476         struct rq *rq;
5477         int cpu;
5478
5479 need_resched:
5480         preempt_disable();
5481         cpu = smp_processor_id();
5482         rq = cpu_rq(cpu);
5483         rcu_sched_qs(cpu);
5484         prev = rq->curr;
5485         switch_count = &prev->nivcsw;
5486
5487         release_kernel_lock(prev);
5488 need_resched_nonpreemptible:
5489
5490         schedule_debug(prev);
5491
5492         if (sched_feat(HRTICK))
5493                 hrtick_clear(rq);
5494
5495         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
5496         update_rq_clock(rq);
5497         clear_tsk_need_resched(prev);
5498
5499         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
5500                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
5501                         prev->state = TASK_RUNNING;
5502                 else
5503                         deactivate_task(rq, prev, 1);
5504                 switch_count = &prev->nvcsw;
5505         }
5506
5507         pre_schedule(rq, prev);
5508
5509         if (unlikely(!rq->nr_running))
5510                 idle_balance(cpu, rq);
5511
5512         put_prev_task(rq, prev);
5513         next = pick_next_task(rq);
5514
5515         if (likely(prev != next)) {
5516                 sched_info_switch(prev, next);
5517                 perf_event_task_sched_out(prev, next, cpu);
5518
5519                 rq->nr_switches++;
5520                 rq->curr = next;
5521                 ++*switch_count;
5522
5523                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
5524                 /*
5525                  * the context switch might have flipped the stack from under
5526                  * us, hence refresh the local variables.
5527                  */
5528                 cpu = smp_processor_id();
5529                 rq = cpu_rq(cpu);
5530         } else
5531                 raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
5532
5533         post_schedule(rq);
5534
5535         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
5536                 goto need_resched_nonpreemptible;
5537
5538         preempt_enable_no_resched();
5539         if (need_resched())
5540                 goto need_resched;
5541 }
5542 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5543
5544 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
5545 /*
5546  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
5547  * access and not reliable.
5548  */
5549 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct thread_info *owner)
5550 {
5551         unsigned int cpu;
5552         struct rq *rq;
5553
5554         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
5555                 return 0;
5556
5557 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
5558         /*
5559          * Need to access the cpu field knowing that
5560          * DEBUG_PAGEALLOC could have unmapped it if
5561          * the mutex owner just released it and exited.
5562          */
5563         if (probe_kernel_address(&owner->cpu, cpu))
5564                 goto out;
5565 #else
5566         cpu = owner->cpu;
5567 #endif
5568
5569         /*
5570          * Even if the access succeeded (likely case),
5571          * the cpu field may no longer be valid.
5572          */
5573         if (cpu >= nr_cpumask_bits)
5574                 goto out;
5575
5576         /*
5577          * We need to validate that we can do a
5578          * get_cpu() and that we have the percpu area.
5579          */
5580         if (!cpu_online(cpu))
5581                 goto out;
5582
5583         rq = cpu_rq(cpu);
5584
5585         for (;;) {
5586                 /*
5587                  * Owner changed, break to re-assess state.
5588                  */
5589                 if (lock->owner != owner)
5590                         break;
5591
5592                 /*
5593                  * Is that owner really running on that cpu?
5594                  */
5595                 if (task_thread_info(rq->curr) != owner || need_resched())
5596                         return 0;
5597
5598                 cpu_relax();
5599         }
5600 out:
5601         return 1;
5602 }
5603 #endif
5604
5605 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5606 /*
5607  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5608  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
5609  * occur there and call schedule directly.
5610  */
5611 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
5612 {
5613         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5614
5615         /*
5616          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5617          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5618          */
5619         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
5620                 return;
5621
5622         do {
5623                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5624                 schedule();
5625                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5626
5627                 /*
5628                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5629                  * between schedule and now.
5630                  */
5631                 barrier();
5632         } while (need_resched());
5633 }
5634 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5635
5636 /*
5637  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
5638  * off of irq context.
5639  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5640  * protect us against recursive calling from irq.
5641  */
5642 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
5643 {
5644         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5645
5646         /* Catch callers which need to be fixed */
5647         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
5648
5649         do {
5650                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5651                 local_irq_enable();
5652                 schedule();
5653                 local_irq_disable();
5654                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5655
5656                 /*
5657                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5658                  * between schedule and now.
5659                  */
5660                 barrier();
5661         } while (need_resched());
5662 }
5663
5664 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
5665
5666 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
5667                           void *key)
5668 {
5669         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
5670 }
5671 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5672
5673 /*
5674  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
5675  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
5676  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
5677  *
5678  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
5679  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
5680  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
5681  */
5682 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5683                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
5684 {
5685         wait_queue_t *curr, *next;
5686
5687         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
5688                 unsigned flags = curr->flags;
5689
5690                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
5691                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
5692                         break;
5693         }
5694 }
5695
5696 /**
5697  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
5698  * @q: the waitqueue
5699  * @mode: which threads
5700  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5701  * @key: is directly passed to the wakeup function
5702  *
5703  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5704  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5705  */
5706 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5707                         int nr_exclusive, void *key)
5708 {
5709         unsigned long flags;
5710
5711         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5712         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
5713         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5714 }
5715 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
5716
5717 /*
5718  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
5719  */
5720 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
5721 {
5722         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
5723 }
5724
5725 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
5726 {
5727         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
5728 }
5729
5730 /**
5731  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
5732  * @q: the waitqueue
5733  * @mode: which threads
5734  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5735  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
5736  *
5737  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
5738  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
5739  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
5740  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
5741  *
5742  * On UP it can prevent extra preemption.
5743  *
5744  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5745  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5746  */
5747 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5748                         int nr_exclusive, void *key)
5749 {
5750         unsigned long flags;
5751         int wake_flags = WF_SYNC;
5752
5753         if (unlikely(!q))
5754                 return;
5755
5756         if (unlikely(!nr_exclusive))
5757                 wake_flags = 0;
5758
5759         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5760         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
5761         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5762 }
5763 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
5764
5765 /*
5766  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
5767  */
5768 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
5769 {
5770         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
5771 }
5772 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
5773
5774 /**
5775  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
5776  * @x:  holds the state of this particular completion
5777  *
5778  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
5779  * awakened in the same order in which they were queued.
5780  *
5781  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
5782  *
5783  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5784  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5785  */
5786 void complete(struct completion *x)
5787 {
5788         unsigned long flags;
5789
5790         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5791         x->done++;
5792         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
5793         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5794 }
5795 EXPORT_SYMBOL(complete);
5796
5797 /**
5798  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
5799  * @x:  holds the state of this particular completion
5800  *
5801  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
5802  *
5803  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5804  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5805  */
5806 void complete_all(struct completion *x)
5807 {
5808         unsigned long flags;
5809
5810         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5811         x->done += UINT_MAX/2;
5812         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
5813         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5814 }
5815 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
5816
5817 static inline long __sched
5818 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5819 {
5820         if (!x->done) {
5821                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
5822
5823                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
5824                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
5825                 do {
5826                         if (signal_pending_state(state, current)) {
5827                                 timeout = -ERESTARTSYS;
5828                                 break;
5829                         }
5830                         __set_current_state(state);
5831                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5832                         timeout = schedule_timeout(timeout);
5833                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5834                 } while (!x->done && timeout);
5835                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
5836                 if (!x->done)
5837                         return timeout;
5838         }
5839         x->done--;
5840         return timeout ?: 1;
5841 }
5842
5843 static long __sched
5844 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5845 {
5846         might_sleep();
5847
5848         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5849         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5850         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5851         return timeout;
5852 }
5853
5854 /**
5855  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5856  * @x:  holds the state of this particular completion
5857  *
5858  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5859  * interruptible and there is no timeout.
5860  *
5861  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5862  * and interrupt capability. Also see complete().
5863  */
5864 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5865 {
5866         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5867 }
5868 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5869
5870 /**
5871  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
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. The timeout is in jiffies. It is not
5877  * interruptible.
5878  */
5879 unsigned long __sched
5880 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5881 {
5882         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5883 }
5884 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5885
5886 /**
5887  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5888  * @x:  holds the state of this particular completion
5889  *
5890  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5891  * interruptible.
5892  */
5893 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5894 {
5895         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5896         if (t == -ERESTARTSYS)
5897                 return t;
5898         return 0;
5899 }
5900 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5901
5902 /**
5903  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5904  * @x:  holds the state of this particular completion
5905  * @timeout:  timeout value in jiffies
5906  *
5907  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5908  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5909  */
5910 unsigned long __sched
5911 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5912                                           unsigned long timeout)
5913 {
5914         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5915 }
5916 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5917
5918 /**
5919  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5920  * @x:  holds the state of this particular completion
5921  *
5922  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5923  * interrupted by a kill signal.
5924  */
5925 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5926 {
5927         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5928         if (t == -ERESTARTSYS)
5929                 return t;
5930         return 0;
5931 }
5932 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5933
5934 /**
5935  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5936  *      @x:     completion structure
5937  *
5938  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5939  *               1 if a decrement succeeded.
5940  *
5941  *      If a completion is being used as a counting completion,
5942  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5943  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5944  *      is protecting is not available.
5945  */
5946 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5947 {
5948         unsigned long flags;
5949         int ret = 1;
5950
5951         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5952         if (!x->done)
5953                 ret = 0;
5954         else
5955                 x->done--;
5956         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5957         return ret;
5958 }
5959 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5960
5961 /**
5962  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5963  *      @x:     completion structure
5964  *
5965  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5966  *               1 if there are no waiters.
5967  *
5968  */
5969 bool completion_done(struct completion *x)
5970 {
5971         unsigned long flags;
5972         int ret = 1;
5973
5974         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5975         if (!x->done)
5976                 ret = 0;
5977         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5978         return ret;
5979 }
5980 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5981
5982 static long __sched
5983 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5984 {
5985         unsigned long flags;
5986         wait_queue_t wait;
5987
5988         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5989
5990         __set_current_state(state);
5991
5992         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5993         __add_wait_queue(q, &wait);
5994         spin_unlock(&q->lock);
5995         timeout = schedule_timeout(timeout);
5996         spin_lock_irq(&q->lock);
5997         __remove_wait_queue(q, &wait);
5998         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5999
6000         return timeout;
6001 }
6002
6003 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
6004 {
6005         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
6006 }
6007 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
6008
6009 long __sched
6010 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
6011 {
6012         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
6013 }
6014 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
6015
6016 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
6017 {
6018         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
6019 }
6020 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
6021
6022 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
6023 {
6024         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
6025 }
6026 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
6027
6028 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6029
6030 /*
6031  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
6032  * @p: task
6033  * @prio: prio value (kernel-internal form)
6034  *
6035  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
6036  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
6037  *
6038  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
6039  */
6040 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
6041 {
6042         unsigned long flags;
6043         int oldprio, on_rq, running;
6044         struct rq *rq;
6045         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6046
6047         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
6048
6049         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6050         update_rq_clock(rq);
6051
6052         oldprio = p->prio;
6053         on_rq = p->se.on_rq;
6054         running = task_current(rq, p);
6055         if (on_rq)
6056                 dequeue_task(rq, p, 0);
6057         if (running)
6058                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6059
6060         if (rt_prio(prio))
6061                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6062         else
6063                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6064
6065         p->prio = prio;
6066
6067         if (running)
6068                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6069         if (on_rq) {
6070                 enqueue_task(rq, p, 0);
6071
6072                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6073         }
6074         task_rq_unlock(rq, &flags);
6075 }
6076
6077 #endif
6078
6079 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6080 {
6081         int old_prio, delta, on_rq;
6082         unsigned long flags;
6083         struct rq *rq;
6084
6085         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
6086                 return;
6087         /*
6088          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6089          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6090          */
6091         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6092         update_rq_clock(rq);
6093         /*
6094          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
6095          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
6096          * it wont have any effect on scheduling until the task is
6097          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
6098          */
6099         if (task_has_rt_policy(p)) {
6100                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6101                 goto out_unlock;
6102         }
6103         on_rq = p->se.on_rq;
6104         if (on_rq)
6105                 dequeue_task(rq, p, 0);
6106
6107         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6108         set_load_weight(p);
6109         old_prio = p->prio;
6110         p->prio = effective_prio(p);
6111         delta = p->prio - old_prio;
6112
6113         if (on_rq) {
6114                 enqueue_task(rq, p, 0);
6115                 /*
6116                  * If the task increased its priority or is running and
6117                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
6118                  */
6119                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
6120                         resched_task(rq->curr);
6121         }
6122 out_unlock:
6123         task_rq_unlock(rq, &flags);
6124 }
6125 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
6126
6127 /*
6128  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
6129  * @p: task
6130  * @nice: nice value
6131  */
6132 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
6133 {
6134         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
6135         int nice_rlim = 20 - nice;
6136
6137         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
6138                 capable(CAP_SYS_NICE));
6139 }
6140
6141 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
6142
6143 /*
6144  * sys_nice - change the priority of the current process.
6145  * @increment: priority increment
6146  *
6147  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
6148  * does similar things.
6149  */
6150 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
6151 {
6152         long nice, retval;
6153
6154         /*
6155          * Setpriority might change our priority at the same moment.
6156          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
6157          * and we have a single winner.
6158          */
6159         if (increment < -40)
6160                 increment = -40;
6161         if (increment > 40)
6162                 increment = 40;
6163
6164         nice = TASK_NICE(current) + increment;
6165         if (nice < -20)
6166                 nice = -20;
6167         if (nice > 19)
6168                 nice = 19;
6169
6170         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
6171                 return -EPERM;
6172
6173         retval = security_task_setnice(current, nice);
6174         if (retval)
6175                 return retval;
6176
6177         set_user_nice(current, nice);
6178         return 0;
6179 }
6180
6181 #endif
6182
6183 /**
6184  * task_prio - return the priority value of a given task.
6185  * @p: the task in question.
6186  *
6187  * This is the priority value as seen by users in /proc.
6188  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
6189  * around 0, value goes from -16 to +15.
6190  */
6191 int task_prio(const struct task_struct *p)
6192 {
6193         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6194 }
6195
6196 /**
6197  * task_nice - return the nice value of a given task.
6198  * @p: the task in question.
6199  */
6200 int task_nice(const struct task_struct *p)
6201 {
6202         return TASK_NICE(p);
6203 }
6204 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
6205
6206 /**
6207  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
6208  * @cpu: the processor in question.
6209  */
6210 int idle_cpu(int cpu)
6211 {
6212         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
6213 }
6214
6215 /**
6216  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
6217  * @cpu: the processor in question.
6218  */
6219 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6220 {
6221         return cpu_rq(cpu)->idle;
6222 }
6223
6224 /**
6225  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
6226  * @pid: the pid in question.
6227  */
6228 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
6229 {
6230         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6231 }
6232
6233 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
6234 static void
6235 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
6236 {
6237         BUG_ON(p->se.on_rq);
6238
6239         p->policy = policy;
6240         p->rt_priority = prio;
6241         p->normal_prio = normal_prio(p);
6242         /* we are holding p->pi_lock already */
6243         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
6244         if (rt_prio(p->prio))
6245                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6246         else
6247                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6248         set_load_weight(p);
6249 }
6250
6251 /*
6252  * check the target process has a UID that matches the current process's
6253  */
6254 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
6255 {
6256         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
6257         bool match;
6258
6259         rcu_read_lock();
6260         pcred = __task_cred(p);
6261         match = (cred->euid == pcred->euid ||
6262                  cred->euid == pcred->uid);
6263         rcu_read_unlock();
6264         return match;
6265 }
6266
6267 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6268                                 struct sched_param *param, bool user)
6269 {
6270         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
6271         unsigned long flags;
6272         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6273         struct rq *rq;
6274         int reset_on_fork;
6275
6276         /* may grab non-irq protected spin_locks */
6277         BUG_ON(in_interrupt());
6278 recheck:
6279         /* double check policy once rq lock held */
6280         if (policy < 0) {
6281                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
6282                 policy = oldpolicy = p->policy;
6283         } else {
6284                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
6285                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
6286
6287                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
6288                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
6289                                 policy != SCHED_IDLE)
6290                         return -EINVAL;
6291         }
6292
6293         /*
6294          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
6295          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
6296          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
6297          */
6298         if (param->sched_priority < 0 ||
6299             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
6300             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
6301                 return -EINVAL;
6302         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
6303                 return -EINVAL;
6304
6305         /*
6306          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
6307          */
6308         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
6309                 if (rt_policy(policy)) {
6310                         unsigned long rlim_rtprio;
6311
6312                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
6313                                 return -ESRCH;
6314                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
6315                         unlock_task_sighand(p, &flags);
6316
6317                         /* can't set/change the rt policy */
6318                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
6319                                 return -EPERM;
6320
6321                         /* can't increase priority */
6322                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
6323                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
6324                                 return -EPERM;
6325                 }
6326                 /*
6327                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
6328                  * move out of SCHED_IDLE either:
6329                  */
6330                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
6331                         return -EPERM;
6332
6333                 /* can't change other user's priorities */
6334                 if (!check_same_owner(p))
6335                         return -EPERM;
6336
6337                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
6338                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
6339                         return -EPERM;
6340         }
6341
6342         if (user) {
6343 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6344                 /*
6345                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
6346                  * assigned.
6347                  */
6348                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
6349                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6350                         return -EPERM;
6351 #endif
6352
6353                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
6354                 if (retval)
6355                         return retval;
6356         }
6357
6358         /*
6359          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
6360          * changing the priority of the task:
6361          */
6362         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6363         /*
6364          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
6365          * runqueue lock must be held.
6366          */
6367         rq = __task_rq_lock(p);
6368         /* recheck policy now with rq lock held */
6369         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
6370                 policy = oldpolicy = -1;
6371                 __task_rq_unlock(rq);
6372                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6373                 goto recheck;
6374         }
6375         update_rq_clock(rq);
6376         on_rq = p->se.on_rq;
6377         running = task_current(rq, p);
6378         if (on_rq)
6379                 deactivate_task(rq, p, 0);
6380         if (running)
6381                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6382
6383         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
6384
6385         oldprio = p->prio;
6386         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
6387
6388         if (running)
6389                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6390         if (on_rq) {
6391                 activate_task(rq, p, 0);
6392
6393                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6394         }
6395         __task_rq_unlock(rq);
6396         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6397
6398         rt_mutex_adjust_pi(p);
6399
6400         return 0;
6401 }
6402
6403 /**
6404  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
6405  * @p: the task in question.
6406  * @policy: new policy.
6407  * @param: structure containing the new RT priority.
6408  *
6409  * NOTE that the task may be already dead.
6410  */
6411 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6412                        struct sched_param *param)
6413 {
6414         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
6415 }
6416 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
6417
6418 /**
6419  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
6420  * @p: the task in question.
6421  * @policy: new policy.
6422  * @param: structure containing the new RT priority.
6423  *
6424  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
6425  * current context has permission.  For example, this is needed in
6426  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
6427  * but our caller might not have that capability.
6428  */
6429 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
6430                                struct sched_param *param)
6431 {
6432         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
6433 }
6434
6435 static int
6436 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
6437 {
6438         struct sched_param lparam;
6439         struct task_struct *p;
6440         int retval;
6441
6442         if (!param || pid < 0)
6443                 return -EINVAL;
6444         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
6445                 return -EFAULT;
6446
6447         rcu_read_lock();
6448         retval = -ESRCH;
6449         p = find_process_by_pid(pid);
6450         if (p != NULL)
6451                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
6452         rcu_read_unlock();
6453
6454         return retval;
6455 }
6456
6457 /**
6458  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
6459  * @pid: the pid in question.
6460  * @policy: new policy.
6461  * @param: structure containing the new RT priority.
6462  */
6463 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
6464                 struct sched_param __user *, param)
6465 {
6466         /* negative values for policy are not valid */
6467         if (policy < 0)
6468                 return -EINVAL;
6469
6470         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
6471 }
6472
6473 /**
6474  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
6475  * @pid: the pid in question.
6476  * @param: structure containing the new RT priority.
6477  */
6478 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6479 {
6480         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
6481 }
6482
6483 /**
6484  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6485  * @pid: the pid in question.
6486  */
6487 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6488 {
6489         struct task_struct *p;
6490         int retval;
6491
6492         if (pid < 0)
6493                 return -EINVAL;
6494
6495         retval = -ESRCH;
6496         rcu_read_lock();
6497         p = find_process_by_pid(pid);
6498         if (p) {
6499                 retval = security_task_getscheduler(p);
6500                 if (!retval)
6501                         retval = p->policy
6502                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
6503         }
6504         rcu_read_unlock();
6505         return retval;
6506 }
6507
6508 /**
6509  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
6510  * @pid: the pid in question.
6511  * @param: structure containing the RT priority.
6512  */
6513 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6514 {
6515         struct sched_param lp;
6516         struct task_struct *p;
6517         int retval;
6518
6519         if (!param || pid < 0)
6520                 return -EINVAL;
6521
6522         rcu_read_lock();
6523         p = find_process_by_pid(pid);
6524         retval = -ESRCH;
6525         if (!p)
6526                 goto out_unlock;
6527
6528         retval = security_task_getscheduler(p);
6529         if (retval)
6530                 goto out_unlock;
6531
6532         lp.sched_priority = p->rt_priority;
6533         rcu_read_unlock();
6534
6535         /*
6536          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6537          */
6538         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6539
6540         return retval;
6541
6542 out_unlock:
6543         rcu_read_unlock();
6544         return retval;
6545 }
6546
6547 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6548 {
6549         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6550         struct task_struct *p;
6551         int retval;
6552
6553         get_online_cpus();
6554         rcu_read_lock();
6555
6556         p = find_process_by_pid(pid);
6557         if (!p) {
6558                 rcu_read_unlock();
6559                 put_online_cpus();
6560                 return -ESRCH;
6561         }
6562
6563         /* Prevent p going away */
6564         get_task_struct(p);
6565         rcu_read_unlock();
6566
6567         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6568                 retval = -ENOMEM;
6569                 goto out_put_task;
6570         }
6571         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6572                 retval = -ENOMEM;
6573                 goto out_free_cpus_allowed;
6574         }
6575         retval = -EPERM;
6576         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
6577                 goto out_unlock;
6578
6579         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
6580         if (retval)
6581                 goto out_unlock;
6582
6583         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6584         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6585  again:
6586         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
6587
6588         if (!retval) {
6589                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6590                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6591                         /*
6592                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6593                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6594                          * cpuset's cpus_allowed
6595                          */
6596                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6597                         goto again;
6598                 }
6599         }
6600 out_unlock:
6601         free_cpumask_var(new_mask);
6602 out_free_cpus_allowed:
6603         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6604 out_put_task:
6605         put_task_struct(p);
6606         put_online_cpus();
6607         return retval;
6608 }
6609
6610 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6611                              struct cpumask *new_mask)
6612 {
6613         if (len < cpumask_size())
6614                 cpumask_clear(new_mask);
6615         else if (len > cpumask_size())
6616                 len = cpumask_size();
6617
6618         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6619 }
6620
6621 /**
6622  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
6623  * @pid: pid of the process
6624  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6625  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
6626  */
6627 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6628                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6629 {
6630         cpumask_var_t new_mask;
6631         int retval;
6632
6633         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6634                 return -ENOMEM;
6635
6636         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6637         if (retval == 0)
6638                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6639         free_cpumask_var(new_mask);
6640         return retval;
6641 }
6642
6643 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6644 {
6645         struct task_struct *p;
6646         unsigned long flags;
6647         struct rq *rq;
6648         int retval;
6649
6650         get_online_cpus();
6651         rcu_read_lock();
6652
6653         retval = -ESRCH;
6654         p = find_process_by_pid(pid);
6655         if (!p)
6656                 goto out_unlock;
6657
6658         retval = security_task_getscheduler(p);
6659         if (retval)
6660                 goto out_unlock;
6661
6662         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6663         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6664         task_rq_unlock(rq, &flags);
6665
6666 out_unlock:
6667         rcu_read_unlock();
6668         put_online_cpus();
6669
6670         return retval;
6671 }
6672
6673 /**
6674  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
6675  * @pid: pid of the process
6676  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6677  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
6678  */
6679 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6680                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6681 {
6682         int ret;
6683         cpumask_var_t mask;
6684
6685         if (len < cpumask_size())
6686                 return -EINVAL;
6687
6688         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6689                 return -ENOMEM;
6690
6691         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6692         if (ret == 0) {
6693                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, cpumask_size()))
6694                         ret = -EFAULT;
6695                 else
6696                         ret = cpumask_size();
6697         }
6698         free_cpumask_var(mask);
6699
6700         return ret;
6701 }
6702
6703 /**
6704  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6705  *
6706  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6707  * other threads running on this CPU then this function will return.
6708  */
6709 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6710 {
6711         struct rq *rq = this_rq_lock();
6712
6713         schedstat_inc(rq, yld_count);
6714         current->sched_class->yield_task(rq);
6715
6716         /*
6717          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6718          * no need to preempt or enable interrupts:
6719          */
6720         __release(rq->lock);
6721         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
6722         do_raw_spin_unlock(&rq->lock);
6723         preempt_enable_no_resched();
6724
6725         schedule();
6726
6727         return 0;
6728 }
6729
6730 static inline int should_resched(void)
6731 {
6732         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
6733 }
6734
6735 static void __cond_resched(void)
6736 {
6737         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6738         schedule();
6739         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6740 }
6741
6742 int __sched _cond_resched(void)
6743 {
6744         if (should_resched()) {
6745                 __cond_resched();
6746                 return 1;
6747         }
6748         return 0;
6749 }
6750 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6751
6752 /*
6753  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6754  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6755  *
6756  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
6757  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6758  * spin_unlock(), once by hand).
6759  */
6760 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6761 {
6762         int resched = should_resched();
6763         int ret = 0;
6764
6765         lockdep_assert_held(lock);
6766
6767         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6768                 spin_unlock(lock);
6769                 if (resched)
6770                         __cond_resched();
6771                 else
6772                         cpu_relax();
6773                 ret = 1;
6774                 spin_lock(lock);
6775         }
6776         return ret;
6777 }
6778 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
6779
6780 int __sched __cond_resched_softirq(void)
6781 {
6782         BUG_ON(!in_softirq());
6783
6784         if (should_resched()) {
6785                 local_bh_enable();
6786                 __cond_resched();
6787                 local_bh_disable();
6788                 return 1;
6789         }
6790         return 0;
6791 }
6792 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
6793
6794 /**
6795  * yield - yield the current processor to other threads.
6796  *
6797  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6798  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6799  */
6800 void __sched yield(void)
6801 {
6802         set_current_state(TASK_RUNNING);
6803         sys_sched_yield();
6804 }
6805 EXPORT_SYMBOL(yield);
6806
6807 /*
6808  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6809  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6810  */
6811 void __sched io_schedule(void)
6812 {
6813         struct rq *rq = raw_rq();
6814
6815         delayacct_blkio_start();
6816         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6817         current->in_iowait = 1;
6818         schedule();
6819         current->in_iowait = 0;
6820         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6821         delayacct_blkio_end();
6822 }
6823 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6824
6825 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6826 {
6827         struct rq *rq = raw_rq();
6828         long ret;
6829
6830         delayacct_blkio_start();
6831         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6832         current->in_iowait = 1;
6833         ret = schedule_timeout(timeout);
6834         current->in_iowait = 0;
6835         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6836         delayacct_blkio_end();
6837         return ret;
6838 }
6839
6840 /**
6841  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6842  * @policy: scheduling class.
6843  *
6844  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6845  * by a given scheduling class.
6846  */
6847 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6848 {
6849         int ret = -EINVAL;
6850
6851         switch (policy) {
6852         case SCHED_FIFO:
6853         case SCHED_RR:
6854                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6855                 break;
6856         case SCHED_NORMAL:
6857         case SCHED_BATCH:
6858         case SCHED_IDLE:
6859                 ret = 0;
6860                 break;
6861         }
6862         return ret;
6863 }
6864
6865 /**
6866  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6867  * @policy: scheduling class.
6868  *
6869  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6870  * by a given scheduling class.
6871  */
6872 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6873 {
6874         int ret = -EINVAL;
6875
6876         switch (policy) {
6877         case SCHED_FIFO:
6878         case SCHED_RR:
6879                 ret = 1;
6880                 break;
6881         case SCHED_NORMAL:
6882         case SCHED_BATCH:
6883         case SCHED_IDLE:
6884                 ret = 0;
6885         }
6886         return ret;
6887 }
6888
6889 /**
6890  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6891  * @pid: pid of the process.
6892  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6893  *
6894  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6895  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6896  */
6897 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6898                 struct timespec __user *, interval)
6899 {
6900         struct task_struct *p;
6901         unsigned int time_slice;
6902         unsigned long flags;
6903         struct rq *rq;
6904         int retval;
6905         struct timespec t;
6906
6907         if (pid < 0)
6908                 return -EINVAL;
6909
6910         retval = -ESRCH;
6911         rcu_read_lock();
6912         p = find_process_by_pid(pid);
6913         if (!p)
6914                 goto out_unlock;
6915
6916         retval = security_task_getscheduler(p);
6917         if (retval)