sched: Fix raciness in runqueue_is_locked()
[linux-2.6.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <linux/smp_lock.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/perf_counter.h>
43 #include <linux/security.h>
44 #include <linux/notifier.h>
45 #include <linux/profile.h>
46 #include <linux/freezer.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/blkdev.h>
49 #include <linux/delay.h>
50 #include <linux/pid_namespace.h>
51 #include <linux/smp.h>
52 #include <linux/threads.h>
53 #include <linux/timer.h>
54 #include <linux/rcupdate.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/cpuset.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/kthread.h>
59 #include <linux/proc_fs.h>
60 #include <linux/seq_file.h>
61 #include <linux/sysctl.h>
62 #include <linux/syscalls.h>
63 #include <linux/times.h>
64 #include <linux/tsacct_kern.h>
65 #include <linux/kprobes.h>
66 #include <linux/delayacct.h>
67 #include <linux/unistd.h>
68 #include <linux/pagemap.h>
69 #include <linux/hrtimer.h>
70 #include <linux/tick.h>
71 #include <linux/debugfs.h>
72 #include <linux/ctype.h>
73 #include <linux/ftrace.h>
74
75 #include <asm/tlb.h>
76 #include <asm/irq_regs.h>
77
78 #include "sched_cpupri.h"
79
80 #define CREATE_TRACE_POINTS
81 #include <trace/events/sched.h>
82
83 /*
84  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
85  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
86  * and back.
87  */
88 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
89 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
90 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
91
92 /*
93  * 'User priority' is the nice value converted to something we
94  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
95  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
96  */
97 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
98 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
99 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
100
101 /*
102  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
103  */
104 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
105
106 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
107 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
108
109 /*
110  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
111  *
112  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
113  * Timeslices get refilled after they expire.
114  */
115 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
116
117 /*
118  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
119  */
120 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
121
122 static inline int rt_policy(int policy)
123 {
124         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
125                 return 1;
126         return 0;
127 }
128
129 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
130 {
131         return rt_policy(p->policy);
132 }
133
134 /*
135  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
136  */
137 struct rt_prio_array {
138         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
139         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
140 };
141
142 struct rt_bandwidth {
143         /* nests inside the rq lock: */
144         spinlock_t              rt_runtime_lock;
145         ktime_t                 rt_period;
146         u64                     rt_runtime;
147         struct hrtimer          rt_period_timer;
148 };
149
150 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
151
152 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
153
154 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
155 {
156         struct rt_bandwidth *rt_b =
157                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
158         ktime_t now;
159         int overrun;
160         int idle = 0;
161
162         for (;;) {
163                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
164                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
165
166                 if (!overrun)
167                         break;
168
169                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
170         }
171
172         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
173 }
174
175 static
176 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
177 {
178         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
179         rt_b->rt_runtime = runtime;
180
181         spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
182
183         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
184                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
185         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
186 }
187
188 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
189 {
190         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
191 }
192
193 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
194 {
195         ktime_t now;
196
197         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
198                 return;
199
200         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
201                 return;
202
203         spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
204         for (;;) {
205                 unsigned long delta;
206                 ktime_t soft, hard;
207
208                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
209                         break;
210
211                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
212                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
213
214                 soft = hrtimer_get_softexpires(&rt_b->rt_period_timer);
215                 hard = hrtimer_get_expires(&rt_b->rt_period_timer);
216                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
217                 __hrtimer_start_range_ns(&rt_b->rt_period_timer, soft, delta,
218                                 HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
219         }
220         spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
221 }
222
223 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
224 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
225 {
226         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
227 }
228 #endif
229
230 /*
231  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
232  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
233  */
234 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
235
236 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
237
238 #include <linux/cgroup.h>
239
240 struct cfs_rq;
241
242 static LIST_HEAD(task_groups);
243
244 /* task group related information */
245 struct task_group {
246 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
247         struct cgroup_subsys_state css;
248 #endif
249
250 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
251         uid_t uid;
252 #endif
253
254 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
255         /* schedulable entities of this group on each cpu */
256         struct sched_entity **se;
257         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
258         struct cfs_rq **cfs_rq;
259         unsigned long shares;
260 #endif
261
262 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
263         struct sched_rt_entity **rt_se;
264         struct rt_rq **rt_rq;
265
266         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
267 #endif
268
269         struct rcu_head rcu;
270         struct list_head list;
271
272         struct task_group *parent;
273         struct list_head siblings;
274         struct list_head children;
275 };
276
277 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
278
279 /* Helper function to pass uid information to create_sched_user() */
280 void set_tg_uid(struct user_struct *user)
281 {
282         user->tg->uid = user->uid;
283 }
284
285 /*
286  * Root task group.
287  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
288  *      be a child to this group.
289  */
290 struct task_group root_task_group;
291
292 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
293 /* Default task group's sched entity on each cpu */
294 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
295 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
296 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct cfs_rq, init_tg_cfs_rq);
297 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
298
299 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
300 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
301 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rt_rq, init_rt_rq);
302 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
303 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
304 #define root_task_group init_task_group
305 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
306
307 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
308  * a task group's cpu shares.
309  */
310 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
311
312 #ifdef CONFIG_SMP
313 static int root_task_group_empty(void)
314 {
315         return list_empty(&root_task_group.children);
316 }
317 #endif
318
319 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
320 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
321 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
322 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
323 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
324 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
325
326 /*
327  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
328  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
329  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
330  * too large, so as the shares value of a task group.
331  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
332  *  limitation from this.)
333  */
334 #define MIN_SHARES      2
335 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
336
337 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
338 #endif
339
340 /* Default task group.
341  *      Every task in system belong to this group at bootup.
342  */
343 struct task_group init_task_group;
344
345 /* return group to which a task belongs */
346 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
347 {
348         struct task_group *tg;
349
350 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
351         rcu_read_lock();
352         tg = __task_cred(p)->user->tg;
353         rcu_read_unlock();
354 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
355         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
356                                 struct task_group, css);
357 #else
358         tg = &init_task_group;
359 #endif
360         return tg;
361 }
362
363 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
364 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
365 {
366 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
367         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
368         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
369 #endif
370
371 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
372         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
373         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
374 #endif
375 }
376
377 #else
378
379 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
380 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
381 {
382         return NULL;
383 }
384
385 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
386
387 /* CFS-related fields in a runqueue */
388 struct cfs_rq {
389         struct load_weight load;
390         unsigned long nr_running;
391
392         u64 exec_clock;
393         u64 min_vruntime;
394
395         struct rb_root tasks_timeline;
396         struct rb_node *rb_leftmost;
397
398         struct list_head tasks;
399         struct list_head *balance_iterator;
400
401         /*
402          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
403          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
404          */
405         struct sched_entity *curr, *next, *last;
406
407         unsigned int nr_spread_over;
408
409 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
410         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
411
412         /*
413          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
414          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
415          * (like users, containers etc.)
416          *
417          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
418          * list is used during load balance.
419          */
420         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
421         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
422
423 #ifdef CONFIG_SMP
424         /*
425          * the part of load.weight contributed by tasks
426          */
427         unsigned long task_weight;
428
429         /*
430          *   h_load = weight * f(tg)
431          *
432          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
433          * this group.
434          */
435         unsigned long h_load;
436
437         /*
438          * this cpu's part of tg->shares
439          */
440         unsigned long shares;
441
442         /*
443          * load.weight at the time we set shares
444          */
445         unsigned long rq_weight;
446 #endif
447 #endif
448 };
449
450 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
451 struct rt_rq {
452         struct rt_prio_array active;
453         unsigned long rt_nr_running;
454 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
455         struct {
456                 int curr; /* highest queued rt task prio */
457 #ifdef CONFIG_SMP
458                 int next; /* next highest */
459 #endif
460         } highest_prio;
461 #endif
462 #ifdef CONFIG_SMP
463         unsigned long rt_nr_migratory;
464         unsigned long rt_nr_total;
465         int overloaded;
466         struct plist_head pushable_tasks;
467 #endif
468         int rt_throttled;
469         u64 rt_time;
470         u64 rt_runtime;
471         /* Nests inside the rq lock: */
472         spinlock_t rt_runtime_lock;
473
474 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
475         unsigned long rt_nr_boosted;
476
477         struct rq *rq;
478         struct list_head leaf_rt_rq_list;
479         struct task_group *tg;
480         struct sched_rt_entity *rt_se;
481 #endif
482 };
483
484 #ifdef CONFIG_SMP
485
486 /*
487  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
488  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
489  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
490  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
491  * object.
492  *
493  */
494 struct root_domain {
495         atomic_t refcount;
496         cpumask_var_t span;
497         cpumask_var_t online;
498
499         /*
500          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
501          * one runnable RT task.
502          */
503         cpumask_var_t rto_mask;
504         atomic_t rto_count;
505 #ifdef CONFIG_SMP
506         struct cpupri cpupri;
507 #endif
508 };
509
510 /*
511  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
512  * members (mimicking the global state we have today).
513  */
514 static struct root_domain def_root_domain;
515
516 #endif
517
518 /*
519  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
520  *
521  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
522  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
523  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
524  */
525 struct rq {
526         /* runqueue lock: */
527         spinlock_t lock;
528
529         /*
530          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
531          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
532          */
533         unsigned long nr_running;
534         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
535         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
536 #ifdef CONFIG_NO_HZ
537         unsigned long last_tick_seen;
538         unsigned char in_nohz_recently;
539 #endif
540         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
541         struct load_weight load;
542         unsigned long nr_load_updates;
543         u64 nr_switches;
544         u64 nr_migrations_in;
545
546         struct cfs_rq cfs;
547         struct rt_rq rt;
548
549 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
550         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
551         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
552 #endif
553 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
554         struct list_head leaf_rt_rq_list;
555 #endif
556
557         /*
558          * This is part of a global counter where only the total sum
559          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
560          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
561          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
562          */
563         unsigned long nr_uninterruptible;
564
565         struct task_struct *curr, *idle;
566         unsigned long next_balance;
567         struct mm_struct *prev_mm;
568
569         u64 clock;
570
571         atomic_t nr_iowait;
572
573 #ifdef CONFIG_SMP
574         struct root_domain *rd;
575         struct sched_domain *sd;
576
577         unsigned char idle_at_tick;
578         /* For active balancing */
579         int post_schedule;
580         int active_balance;
581         int push_cpu;
582         /* cpu of this runqueue: */
583         int cpu;
584         int online;
585
586         unsigned long avg_load_per_task;
587
588         struct task_struct *migration_thread;
589         struct list_head migration_queue;
590
591         u64 rt_avg;
592         u64 age_stamp;
593 #endif
594
595         /* calc_load related fields */
596         unsigned long calc_load_update;
597         long calc_load_active;
598
599 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
600 #ifdef CONFIG_SMP
601         int hrtick_csd_pending;
602         struct call_single_data hrtick_csd;
603 #endif
604         struct hrtimer hrtick_timer;
605 #endif
606
607 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
608         /* latency stats */
609         struct sched_info rq_sched_info;
610         unsigned long long rq_cpu_time;
611         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
612
613         /* sys_sched_yield() stats */
614         unsigned int yld_count;
615
616         /* schedule() stats */
617         unsigned int sched_switch;
618         unsigned int sched_count;
619         unsigned int sched_goidle;
620
621         /* try_to_wake_up() stats */
622         unsigned int ttwu_count;
623         unsigned int ttwu_local;
624
625         /* BKL stats */
626         unsigned int bkl_count;
627 #endif
628 };
629
630 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
631
632 static inline
633 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
634 {
635         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
636 }
637
638 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
639 {
640 #ifdef CONFIG_SMP
641         return rq->cpu;
642 #else
643         return 0;
644 #endif
645 }
646
647 /*
648  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
649  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
650  *
651  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
652  * preempt-disabled sections.
653  */
654 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
655         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
656
657 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
658 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
659 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
660 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
661 #define raw_rq()                (&__raw_get_cpu_var(runqueues))
662
663 inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
664 {
665         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
666 }
667
668 /*
669  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
670  */
671 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
672 # define const_debug __read_mostly
673 #else
674 # define const_debug static const
675 #endif
676
677 /**
678  * runqueue_is_locked
679  *
680  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
681  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
682  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
683  */
684 int runqueue_is_locked(int cpu)
685 {
686         return spin_is_locked(&cpu_rq(cpu)->lock);
687 }
688
689 /*
690  * Debugging: various feature bits
691  */
692
693 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
694         __SCHED_FEAT_##name ,
695
696 enum {
697 #include "sched_features.h"
698 };
699
700 #undef SCHED_FEAT
701
702 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
703         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
704
705 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
706 #include "sched_features.h"
707         0;
708
709 #undef SCHED_FEAT
710
711 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
712 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
713         #name ,
714
715 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
716 #include "sched_features.h"
717         NULL
718 };
719
720 #undef SCHED_FEAT
721
722 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
723 {
724         int i;
725
726         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
727                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
728                         seq_puts(m, "NO_");
729                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
730         }
731         seq_puts(m, "\n");
732
733         return 0;
734 }
735
736 static ssize_t
737 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
738                 size_t cnt, loff_t *ppos)
739 {
740         char buf[64];
741         char *cmp = buf;
742         int neg = 0;
743         int i;
744
745         if (cnt > 63)
746                 cnt = 63;
747
748         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
749                 return -EFAULT;
750
751         buf[cnt] = 0;
752
753         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
754                 neg = 1;
755                 cmp += 3;
756         }
757
758         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
759                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
760
761                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
762                         if (neg)
763                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
764                         else
765                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
766                         break;
767                 }
768         }
769
770         if (!sched_feat_names[i])
771                 return -EINVAL;
772
773         filp->f_pos += cnt;
774
775         return cnt;
776 }
777
778 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
779 {
780         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
781 }
782
783 static struct file_operations sched_feat_fops = {
784         .open           = sched_feat_open,
785         .write          = sched_feat_write,
786         .read           = seq_read,
787         .llseek         = seq_lseek,
788         .release        = single_release,
789 };
790
791 static __init int sched_init_debug(void)
792 {
793         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
794                         &sched_feat_fops);
795
796         return 0;
797 }
798 late_initcall(sched_init_debug);
799
800 #endif
801
802 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
803
804 /*
805  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
806  * Limited because this is done with IRQs disabled.
807  */
808 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
809
810 /*
811  * ratelimit for updating the group shares.
812  * default: 0.25ms
813  */
814 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
815
816 /*
817  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
818  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
819  * default: 4
820  */
821 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
822
823 /*
824  * period over which we average the RT time consumption, measured
825  * in ms.
826  *
827  * default: 1s
828  */
829 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
830
831 /*
832  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
833  * default: 1s
834  */
835 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
836
837 static __read_mostly int scheduler_running;
838
839 /*
840  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
841  * default: 0.95s
842  */
843 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
844
845 static inline u64 global_rt_period(void)
846 {
847         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
848 }
849
850 static inline u64 global_rt_runtime(void)
851 {
852         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
853                 return RUNTIME_INF;
854
855         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
856 }
857
858 #ifndef prepare_arch_switch
859 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
860 #endif
861 #ifndef finish_arch_switch
862 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
863 #endif
864
865 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
866 {
867         return rq->curr == p;
868 }
869
870 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
871 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
872 {
873         return task_current(rq, p);
874 }
875
876 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
877 {
878 }
879
880 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
881 {
882 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
883         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
884         rq->lock.owner = current;
885 #endif
886         /*
887          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
888          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
889          * prev into current:
890          */
891         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
892
893         spin_unlock_irq(&rq->lock);
894 }
895
896 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
897 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
898 {
899 #ifdef CONFIG_SMP
900         return p->oncpu;
901 #else
902         return task_current(rq, p);
903 #endif
904 }
905
906 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
907 {
908 #ifdef CONFIG_SMP
909         /*
910          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
911          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
912          * here.
913          */
914         next->oncpu = 1;
915 #endif
916 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
917         spin_unlock_irq(&rq->lock);
918 #else
919         spin_unlock(&rq->lock);
920 #endif
921 }
922
923 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
924 {
925 #ifdef CONFIG_SMP
926         /*
927          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
928          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
929          * finished.
930          */
931         smp_wmb();
932         prev->oncpu = 0;
933 #endif
934 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
935         local_irq_enable();
936 #endif
937 }
938 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
939
940 /*
941  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
942  * Must be called interrupts disabled.
943  */
944 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
945         __acquires(rq->lock)
946 {
947         for (;;) {
948                 struct rq *rq = task_rq(p);
949                 spin_lock(&rq->lock);
950                 if (likely(rq == task_rq(p)))
951                         return rq;
952                 spin_unlock(&rq->lock);
953         }
954 }
955
956 /*
957  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
958  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
959  * explicitly disabling preemption.
960  */
961 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
962         __acquires(rq->lock)
963 {
964         struct rq *rq;
965
966         for (;;) {
967                 local_irq_save(*flags);
968                 rq = task_rq(p);
969                 spin_lock(&rq->lock);
970                 if (likely(rq == task_rq(p)))
971                         return rq;
972                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
973         }
974 }
975
976 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
977 {
978         struct rq *rq = task_rq(p);
979
980         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
981         spin_unlock_wait(&rq->lock);
982 }
983
984 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
985         __releases(rq->lock)
986 {
987         spin_unlock(&rq->lock);
988 }
989
990 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
991         __releases(rq->lock)
992 {
993         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
994 }
995
996 /*
997  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
998  */
999 static struct rq *this_rq_lock(void)
1000         __acquires(rq->lock)
1001 {
1002         struct rq *rq;
1003
1004         local_irq_disable();
1005         rq = this_rq();
1006         spin_lock(&rq->lock);
1007
1008         return rq;
1009 }
1010
1011 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1012 /*
1013  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1014  *
1015  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1016  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1017  * reschedule event.
1018  *
1019  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1020  * rq->lock.
1021  */
1022
1023 /*
1024  * Use hrtick when:
1025  *  - enabled by features
1026  *  - hrtimer is actually high res
1027  */
1028 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1029 {
1030         if (!sched_feat(HRTICK))
1031                 return 0;
1032         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1033                 return 0;
1034         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1035 }
1036
1037 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1038 {
1039         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1040                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1041 }
1042
1043 /*
1044  * High-resolution timer tick.
1045  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1046  */
1047 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1048 {
1049         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1050
1051         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1052
1053         spin_lock(&rq->lock);
1054         update_rq_clock(rq);
1055         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1056         spin_unlock(&rq->lock);
1057
1058         return HRTIMER_NORESTART;
1059 }
1060
1061 #ifdef CONFIG_SMP
1062 /*
1063  * called from hardirq (IPI) context
1064  */
1065 static void __hrtick_start(void *arg)
1066 {
1067         struct rq *rq = arg;
1068
1069         spin_lock(&rq->lock);
1070         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1071         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1072         spin_unlock(&rq->lock);
1073 }
1074
1075 /*
1076  * Called to set the hrtick timer state.
1077  *
1078  * called with rq->lock held and irqs disabled
1079  */
1080 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1081 {
1082         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1083         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1084
1085         hrtimer_set_expires(timer, time);
1086
1087         if (rq == this_rq()) {
1088                 hrtimer_restart(timer);
1089         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1090                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1091                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1092         }
1093 }
1094
1095 static int
1096 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1097 {
1098         int cpu = (int)(long)hcpu;
1099
1100         switch (action) {
1101         case CPU_UP_CANCELED:
1102         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1103         case CPU_DOWN_PREPARE:
1104         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1105         case CPU_DEAD:
1106         case CPU_DEAD_FROZEN:
1107                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1108                 return NOTIFY_OK;
1109         }
1110
1111         return NOTIFY_DONE;
1112 }
1113
1114 static __init void init_hrtick(void)
1115 {
1116         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1117 }
1118 #else
1119 /*
1120  * Called to set the hrtick timer state.
1121  *
1122  * called with rq->lock held and irqs disabled
1123  */
1124 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1125 {
1126         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1127                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
1128 }
1129
1130 static inline void init_hrtick(void)
1131 {
1132 }
1133 #endif /* CONFIG_SMP */
1134
1135 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1136 {
1137 #ifdef CONFIG_SMP
1138         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1139
1140         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1141         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1142         rq->hrtick_csd.info = rq;
1143 #endif
1144
1145         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1146         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1147 }
1148 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1149 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1150 {
1151 }
1152
1153 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1154 {
1155 }
1156
1157 static inline void init_hrtick(void)
1158 {
1159 }
1160 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1161
1162 /*
1163  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1164  *
1165  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1166  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1167  * the target CPU.
1168  */
1169 #ifdef CONFIG_SMP
1170
1171 #ifndef tsk_is_polling
1172 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1173 #endif
1174
1175 static void resched_task(struct task_struct *p)
1176 {
1177         int cpu;
1178
1179         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1180
1181         if (test_tsk_need_resched(p))
1182                 return;
1183
1184         set_tsk_need_resched(p);
1185
1186         cpu = task_cpu(p);
1187         if (cpu == smp_processor_id())
1188                 return;
1189
1190         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1191         smp_mb();
1192         if (!tsk_is_polling(p))
1193                 smp_send_reschedule(cpu);
1194 }
1195
1196 static void resched_cpu(int cpu)
1197 {
1198         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1199         unsigned long flags;
1200
1201         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1202                 return;
1203         resched_task(cpu_curr(cpu));
1204         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1205 }
1206
1207 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1208 /*
1209  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1210  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1211  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1212  * idle system the next event might even be infinite time into the
1213  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1214  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1215  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1216  * wheel for the next timer event.
1217  */
1218 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1219 {
1220         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1221
1222         if (cpu == smp_processor_id())
1223                 return;
1224
1225         /*
1226          * This is safe, as this function is called with the timer
1227          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1228          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1229          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1230          * timer into account automatically.
1231          */
1232         if (rq->curr != rq->idle)
1233                 return;
1234
1235         /*
1236          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1237          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1238          * idle task through an additional NOOP schedule()
1239          */
1240         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1241
1242         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1243         smp_mb();
1244         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1245                 smp_send_reschedule(cpu);
1246 }
1247 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1248
1249 static u64 sched_avg_period(void)
1250 {
1251         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1252 }
1253
1254 static void sched_avg_update(struct rq *rq)
1255 {
1256         s64 period = sched_avg_period();
1257
1258         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
1259                 rq->age_stamp += period;
1260                 rq->rt_avg /= 2;
1261         }
1262 }
1263
1264 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1265 {
1266         rq->rt_avg += rt_delta;
1267         sched_avg_update(rq);
1268 }
1269
1270 #else /* !CONFIG_SMP */
1271 static void resched_task(struct task_struct *p)
1272 {
1273         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1274         set_tsk_need_resched(p);
1275 }
1276
1277 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1278 {
1279 }
1280 #endif /* CONFIG_SMP */
1281
1282 #if BITS_PER_LONG == 32
1283 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1284 #else
1285 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1286 #endif
1287
1288 #define WMULT_SHIFT     32
1289
1290 /*
1291  * Shift right and round:
1292  */
1293 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1294
1295 /*
1296  * delta *= weight / lw
1297  */
1298 static unsigned long
1299 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1300                 struct load_weight *lw)
1301 {
1302         u64 tmp;
1303
1304         if (!lw->inv_weight) {
1305                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1306                         lw->inv_weight = 1;
1307                 else
1308                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1309                                 / (lw->weight+1);
1310         }
1311
1312         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1313         /*
1314          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1315          */
1316         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1317                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1318                         WMULT_SHIFT/2);
1319         else
1320                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1321
1322         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1323 }
1324
1325 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1326 {
1327         lw->weight += inc;
1328         lw->inv_weight = 0;
1329 }
1330
1331 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1332 {
1333         lw->weight -= dec;
1334         lw->inv_weight = 0;
1335 }
1336
1337 /*
1338  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1339  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1340  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1341  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1342  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1343  * slice expiry etc.
1344  */
1345
1346 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1347 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1348
1349 /*
1350  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1351  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1352  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1353  * that remained on nice 0.
1354  *
1355  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1356  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1357  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1358  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1359  * the relative distance between them is ~25%.)
1360  */
1361 static const int prio_to_weight[40] = {
1362  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1363  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1364  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1365  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1366  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1367  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1368  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1369  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1370 };
1371
1372 /*
1373  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1374  *
1375  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1376  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1377  * into multiplications:
1378  */
1379 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1380  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1381  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1382  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1383  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1384  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1385  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1386  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1387  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1388 };
1389
1390 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1391
1392 /*
1393  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1394  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1395  * structures to the load-balancing proper:
1396  */
1397 struct rq_iterator {
1398         void *arg;
1399         struct task_struct *(*start)(void *);
1400         struct task_struct *(*next)(void *);
1401 };
1402
1403 #ifdef CONFIG_SMP
1404 static unsigned long
1405 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1406               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1407               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1408               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1409
1410 static int
1411 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1412                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1413                    struct rq_iterator *iterator);
1414 #endif
1415
1416 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1417 enum cpuacct_stat_index {
1418         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1419         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1420
1421         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1422 };
1423
1424 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1425 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1426 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1427                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1428 #else
1429 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1430 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1431                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1432 #endif
1433
1434 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1435 {
1436         update_load_add(&rq->load, load);
1437 }
1438
1439 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1440 {
1441         update_load_sub(&rq->load, load);
1442 }
1443
1444 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1445 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1446
1447 /*
1448  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1449  * leaving it for the final time.
1450  */
1451 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1452 {
1453         struct task_group *parent, *child;
1454         int ret;
1455
1456         rcu_read_lock();
1457         parent = &root_task_group;
1458 down:
1459         ret = (*down)(parent, data);
1460         if (ret)
1461                 goto out_unlock;
1462         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1463                 parent = child;
1464                 goto down;
1465
1466 up:
1467                 continue;
1468         }
1469         ret = (*up)(parent, data);
1470         if (ret)
1471                 goto out_unlock;
1472
1473         child = parent;
1474         parent = parent->parent;
1475         if (parent)
1476                 goto up;
1477 out_unlock:
1478         rcu_read_unlock();
1479
1480         return ret;
1481 }
1482
1483 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1484 {
1485         return 0;
1486 }
1487 #endif
1488
1489 #ifdef CONFIG_SMP
1490 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1491 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1492 {
1493         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1494 }
1495
1496 /*
1497  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
1498  * according to the scheduling class and "nice" value.
1499  *
1500  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
1501  * balance conservatively.
1502  */
1503 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
1504 {
1505         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1506         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1507
1508         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1509                 return total;
1510
1511         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
1512 }
1513
1514 /*
1515  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
1516  * according to the scheduling class and "nice" value.
1517  */
1518 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
1519 {
1520         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1521         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1522
1523         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1524                 return total;
1525
1526         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
1527 }
1528
1529 static struct sched_group *group_of(int cpu)
1530 {
1531         struct sched_domain *sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
1532
1533         if (!sd)
1534                 return NULL;
1535
1536         return sd->groups;
1537 }
1538
1539 static unsigned long power_of(int cpu)
1540 {
1541         struct sched_group *group = group_of(cpu);
1542
1543         if (!group)
1544                 return SCHED_LOAD_SCALE;
1545
1546         return group->cpu_power;
1547 }
1548
1549 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1550
1551 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1552 {
1553         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1554         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1555
1556         if (nr_running)
1557                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1558         else
1559                 rq->avg_load_per_task = 0;
1560
1561         return rq->avg_load_per_task;
1562 }
1563
1564 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1565
1566 struct update_shares_data {
1567         unsigned long rq_weight[NR_CPUS];
1568 };
1569
1570 static DEFINE_PER_CPU(struct update_shares_data, update_shares_data);
1571
1572 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1573
1574 /*
1575  * Calculate and set the cpu's group shares.
1576  */
1577 static void update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1578                                     unsigned long sd_shares,
1579                                     unsigned long sd_rq_weight,
1580                                     struct update_shares_data *usd)
1581 {
1582         unsigned long shares, rq_weight;
1583         int boost = 0;
1584
1585         rq_weight = usd->rq_weight[cpu];
1586         if (!rq_weight) {
1587                 boost = 1;
1588                 rq_weight = NICE_0_LOAD;
1589         }
1590
1591         /*
1592          *             \Sum_j shares_j * rq_weight_i
1593          * shares_i =  -----------------------------
1594          *                  \Sum_j rq_weight_j
1595          */
1596         shares = (sd_shares * rq_weight) / sd_rq_weight;
1597         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1598
1599         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1600                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1601                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1602                 unsigned long flags;
1603
1604                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1605                 tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight = boost ? 0 : rq_weight;
1606                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = boost ? 0 : shares;
1607                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1608                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1609         }
1610 }
1611
1612 /*
1613  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1614  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1615  * parent group depends on the shares of its child groups.
1616  */
1617 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1618 {
1619         unsigned long weight, rq_weight = 0, shares = 0;
1620         struct update_shares_data *usd;
1621         struct sched_domain *sd = data;
1622         unsigned long flags;
1623         int i;
1624
1625         if (!tg->se[0])
1626                 return 0;
1627
1628         local_irq_save(flags);
1629         usd = &__get_cpu_var(update_shares_data);
1630
1631         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1632                 weight = tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1633                 usd->rq_weight[i] = weight;
1634
1635                 /*
1636                  * If there are currently no tasks on the cpu pretend there
1637                  * is one of average load so that when a new task gets to
1638                  * run here it will not get delayed by group starvation.
1639                  */
1640                 if (!weight)
1641                         weight = NICE_0_LOAD;
1642
1643                 rq_weight += weight;
1644                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1645         }
1646
1647         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1648                 shares = tg->shares;
1649
1650         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1651                 shares = tg->shares;
1652
1653         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd))
1654                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight, usd);
1655
1656         local_irq_restore(flags);
1657
1658         return 0;
1659 }
1660
1661 /*
1662  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1663  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1664  * group is a fraction of its parents load.
1665  */
1666 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1667 {
1668         unsigned long load;
1669         long cpu = (long)data;
1670
1671         if (!tg->parent) {
1672                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1673         } else {
1674                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1675                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1676                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1677         }
1678
1679         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1680
1681         return 0;
1682 }
1683
1684 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1685 {
1686         s64 elapsed;
1687         u64 now;
1688
1689         if (root_task_group_empty())
1690                 return;
1691
1692         now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1693         elapsed = now - sd->last_update;
1694
1695         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1696                 sd->last_update = now;
1697                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1698         }
1699 }
1700
1701 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1702 {
1703         if (root_task_group_empty())
1704                 return;
1705
1706         spin_unlock(&rq->lock);
1707         update_shares(sd);
1708         spin_lock(&rq->lock);
1709 }
1710
1711 static void update_h_load(long cpu)
1712 {
1713         if (root_task_group_empty())
1714                 return;
1715
1716         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1717 }
1718
1719 #else
1720
1721 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1722 {
1723 }
1724
1725 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1726 {
1727 }
1728
1729 #endif
1730
1731 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1732
1733 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1734
1735 /*
1736  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1737  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1738  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1739  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1740  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1741  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1742  */
1743 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1744         __releases(this_rq->lock)
1745         __acquires(busiest->lock)
1746         __acquires(this_rq->lock)
1747 {
1748         spin_unlock(&this_rq->lock);
1749         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1750
1751         return 1;
1752 }
1753
1754 #else
1755 /*
1756  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1757  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1758  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1759  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1760  * regardless of entry order into the function.
1761  */
1762 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1763         __releases(this_rq->lock)
1764         __acquires(busiest->lock)
1765         __acquires(this_rq->lock)
1766 {
1767         int ret = 0;
1768
1769         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
1770                 if (busiest < this_rq) {
1771                         spin_unlock(&this_rq->lock);
1772                         spin_lock(&busiest->lock);
1773                         spin_lock_nested(&this_rq->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1774                         ret = 1;
1775                 } else
1776                         spin_lock_nested(&busiest->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1777         }
1778         return ret;
1779 }
1780
1781 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1782
1783 /*
1784  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1785  */
1786 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1787 {
1788         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1789                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1790                 spin_unlock(&this_rq->lock);
1791                 BUG_ON(1);
1792         }
1793
1794         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1795 }
1796
1797 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1798         __releases(busiest->lock)
1799 {
1800         spin_unlock(&busiest->lock);
1801         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1802 }
1803 #endif
1804
1805 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1806 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1807 {
1808 #ifdef CONFIG_SMP
1809         cfs_rq->shares = shares;
1810 #endif
1811 }
1812 #endif
1813
1814 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq);
1815
1816 #include "sched_stats.h"
1817 #include "sched_idletask.c"
1818 #include "sched_fair.c"
1819 #include "sched_rt.c"
1820 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1821 # include "sched_debug.c"
1822 #endif
1823
1824 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1825 #define for_each_class(class) \
1826    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1827
1828 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1829 {
1830         rq->nr_running++;
1831 }
1832
1833 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1834 {
1835         rq->nr_running--;
1836 }
1837
1838 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1839 {
1840         if (task_has_rt_policy(p)) {
1841                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1842                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1843                 return;
1844         }
1845
1846         /*
1847          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1848          */
1849         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1850                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1851                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1852                 return;
1853         }
1854
1855         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1856         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1857 }
1858
1859 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1860 {
1861         s64 diff = sample - *avg;
1862         *avg += diff >> 3;
1863 }
1864
1865 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1866 {
1867         if (wakeup)
1868                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1869
1870         sched_info_queued(p);
1871         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1872         p->se.on_rq = 1;
1873 }
1874
1875 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1876 {
1877         if (sleep) {
1878                 if (p->se.last_wakeup) {
1879                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1880                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1881                         p->se.last_wakeup = 0;
1882                 } else {
1883                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1884                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1885                 }
1886         }
1887
1888         sched_info_dequeued(p);
1889         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1890         p->se.on_rq = 0;
1891 }
1892
1893 /*
1894  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1895  */
1896 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1897 {
1898         return p->static_prio;
1899 }
1900
1901 /*
1902  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1903  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1904  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1905  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1906  * estimator recalculates.
1907  */
1908 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1909 {
1910         int prio;
1911
1912         if (task_has_rt_policy(p))
1913                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1914         else
1915                 prio = __normal_prio(p);
1916         return prio;
1917 }
1918
1919 /*
1920  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1921  * taken into account by the scheduler. This value might
1922  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1923  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1924  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1925  */
1926 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1927 {
1928         p->normal_prio = normal_prio(p);
1929         /*
1930          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1931          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1932          * to the normal priority:
1933          */
1934         if (!rt_prio(p->prio))
1935                 return p->normal_prio;
1936         return p->prio;
1937 }
1938
1939 /*
1940  * activate_task - move a task to the runqueue.
1941  */
1942 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1943 {
1944         if (task_contributes_to_load(p))
1945                 rq->nr_uninterruptible--;
1946
1947         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1948         inc_nr_running(rq);
1949 }
1950
1951 /*
1952  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1953  */
1954 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1955 {
1956         if (task_contributes_to_load(p))
1957                 rq->nr_uninterruptible++;
1958
1959         dequeue_task(rq, p, sleep);
1960         dec_nr_running(rq);
1961 }
1962
1963 /**
1964  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1965  * @p: the task in question.
1966  */
1967 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1968 {
1969         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1970 }
1971
1972 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1973 {
1974         set_task_rq(p, cpu);
1975 #ifdef CONFIG_SMP
1976         /*
1977          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1978          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1979          * per-task data have been completed by this moment.
1980          */
1981         smp_wmb();
1982         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1983 #endif
1984 }
1985
1986 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1987                                        const struct sched_class *prev_class,
1988                                        int oldprio, int running)
1989 {
1990         if (prev_class != p->sched_class) {
1991                 if (prev_class->switched_from)
1992                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1993                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1994         } else
1995                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1996 }
1997
1998 #ifdef CONFIG_SMP
1999 /*
2000  * Is this task likely cache-hot:
2001  */
2002 static int
2003 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
2004 {
2005         s64 delta;
2006
2007         /*
2008          * Buddy candidates are cache hot:
2009          */
2010         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) &&
2011                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
2012                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
2013                 return 1;
2014
2015         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
2016                 return 0;
2017
2018         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
2019                 return 1;
2020         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
2021                 return 0;
2022
2023         delta = now - p->se.exec_start;
2024
2025         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
2026 }
2027
2028
2029 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2030 {
2031         int old_cpu = task_cpu(p);
2032         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
2033         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
2034                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
2035         u64 clock_offset;
2036
2037         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
2038
2039         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2040
2041 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2042         if (p->se.wait_start)
2043                 p->se.wait_start -= clock_offset;
2044         if (p->se.sleep_start)
2045                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
2046         if (p->se.block_start)
2047                 p->se.block_start -= clock_offset;
2048 #endif
2049         if (old_cpu != new_cpu) {
2050                 p->se.nr_migrations++;
2051                 new_rq->nr_migrations_in++;
2052 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2053                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
2054                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
2055 #endif
2056                 perf_swcounter_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS,
2057                                      1, 1, NULL, 0);
2058         }
2059         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
2060                                          new_cfsrq->min_vruntime;
2061
2062         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2063 }
2064
2065 struct migration_req {
2066         struct list_head list;
2067
2068         struct task_struct *task;
2069         int dest_cpu;
2070
2071         struct completion done;
2072 };
2073
2074 /*
2075  * The task's runqueue lock must be held.
2076  * Returns true if you have to wait for migration thread.
2077  */
2078 static int
2079 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
2080 {
2081         struct rq *rq = task_rq(p);
2082
2083         /*
2084          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
2085          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
2086          */
2087         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
2088                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
2089                 return 0;
2090         }
2091
2092         init_completion(&req->done);
2093         req->task = p;
2094         req->dest_cpu = dest_cpu;
2095         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2096
2097         return 1;
2098 }
2099
2100 /*
2101  * wait_task_context_switch -   wait for a thread to complete at least one
2102  *                              context switch.
2103  *
2104  * @p must not be current.
2105  */
2106 void wait_task_context_switch(struct task_struct *p)
2107 {
2108         unsigned long nvcsw, nivcsw, flags;
2109         int running;
2110         struct rq *rq;
2111
2112         nvcsw   = p->nvcsw;
2113         nivcsw  = p->nivcsw;
2114         for (;;) {
2115                 /*
2116                  * The runqueue is assigned before the actual context
2117                  * switch. We need to take the runqueue lock.
2118                  *
2119                  * We could check initially without the lock but it is
2120                  * very likely that we need to take the lock in every
2121                  * iteration.
2122                  */
2123                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2124                 running = task_running(rq, p);
2125                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2126
2127                 if (likely(!running))
2128                         break;
2129                 /*
2130                  * The switch count is incremented before the actual
2131                  * context switch. We thus wait for two switches to be
2132                  * sure at least one completed.
2133                  */
2134                 if ((p->nvcsw - nvcsw) > 1)
2135                         break;
2136                 if ((p->nivcsw - nivcsw) > 1)
2137                         break;
2138
2139                 cpu_relax();
2140         }
2141 }
2142
2143 /*
2144  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2145  *
2146  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2147  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2148  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2149  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2150  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2151  * @p has remained unscheduled the whole time.
2152  *
2153  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2154  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2155  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2156  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2157  * waiting to become inactive.
2158  */
2159 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2160 {
2161         unsigned long flags;
2162         int running, on_rq;
2163         unsigned long ncsw;
2164         struct rq *rq;
2165
2166         for (;;) {
2167                 /*
2168                  * We do the initial early heuristics without holding
2169                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2170                  * the runqueue lock when things look like they will
2171                  * work out!
2172                  */
2173                 rq = task_rq(p);
2174
2175                 /*
2176                  * If the task is actively running on another CPU
2177                  * still, just relax and busy-wait without holding
2178                  * any locks.
2179                  *
2180                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2181                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2182                  * But we don't care, since "task_running()" will
2183                  * return false if the runqueue has changed and p
2184                  * is actually now running somewhere else!
2185                  */
2186                 while (task_running(rq, p)) {
2187                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2188                                 return 0;
2189                         cpu_relax();
2190                 }
2191
2192                 /*
2193                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2194                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2195                  * just go back and repeat.
2196                  */
2197                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2198                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2199                 running = task_running(rq, p);
2200                 on_rq = p->se.on_rq;
2201                 ncsw = 0;
2202                 if (!match_state || p->state == match_state)
2203                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2204                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2205
2206                 /*
2207                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2208                  */
2209                 if (unlikely(!ncsw))
2210                         break;
2211
2212                 /*
2213                  * Was it really running after all now that we
2214                  * checked with the proper locks actually held?
2215                  *
2216                  * Oops. Go back and try again..
2217                  */
2218                 if (unlikely(running)) {
2219                         cpu_relax();
2220                         continue;
2221                 }
2222
2223                 /*
2224                  * It's not enough that it's not actively running,
2225                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2226                  * preempted!
2227                  *
2228                  * So if it was still runnable (but just not actively
2229                  * running right now), it's preempted, and we should
2230                  * yield - it could be a while.
2231                  */
2232                 if (unlikely(on_rq)) {
2233                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2234                         continue;
2235                 }
2236
2237                 /*
2238                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2239                  * runnable, which means that it will never become
2240                  * running in the future either. We're all done!
2241                  */
2242                 break;
2243         }
2244
2245         return ncsw;
2246 }
2247
2248 /***
2249  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2250  * @p: the to-be-kicked thread
2251  *
2252  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2253  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2254  *
2255  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2256  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2257  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2258  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2259  * achieved as well.
2260  */
2261 void kick_process(struct task_struct *p)
2262 {
2263         int cpu;
2264
2265         preempt_disable();
2266         cpu = task_cpu(p);
2267         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2268                 smp_send_reschedule(cpu);
2269         preempt_enable();
2270 }
2271 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2272 #endif /* CONFIG_SMP */
2273
2274 /**
2275  * task_oncpu_function_call - call a function on the cpu on which a task runs
2276  * @p:          the task to evaluate
2277  * @func:       the function to be called
2278  * @info:       the function call argument
2279  *
2280  * Calls the function @func when the task is currently running. This might
2281  * be on the current CPU, which just calls the function directly
2282  */
2283 void task_oncpu_function_call(struct task_struct *p,
2284                               void (*func) (void *info), void *info)
2285 {
2286         int cpu;
2287
2288         preempt_disable();
2289         cpu = task_cpu(p);
2290         if (task_curr(p))
2291                 smp_call_function_single(cpu, func, info, 1);
2292         preempt_enable();
2293 }
2294
2295 /***
2296  * try_to_wake_up - wake up a thread
2297  * @p: the to-be-woken-up thread
2298  * @state: the mask of task states that can be woken
2299  * @sync: do a synchronous wakeup?
2300  *
2301  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2302  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2303  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2304  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2305  * runnable without the overhead of this.
2306  *
2307  * returns failure only if the task is already active.
2308  */
2309 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state,
2310                           int wake_flags)
2311 {
2312         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2313         unsigned long flags;
2314         struct rq *rq;
2315
2316         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2317                 wake_flags &= ~WF_SYNC;
2318
2319         this_cpu = get_cpu();
2320
2321         smp_wmb();
2322         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2323         update_rq_clock(rq);
2324         if (!(p->state & state))
2325                 goto out;
2326
2327         if (p->se.on_rq)
2328                 goto out_running;
2329
2330         cpu = task_cpu(p);
2331         orig_cpu = cpu;
2332
2333 #ifdef CONFIG_SMP
2334         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2335                 goto out_activate;
2336
2337         /*
2338          * In order to handle concurrent wakeups and release the rq->lock
2339          * we put the task in TASK_WAKING state.
2340          *
2341          * First fix up the nr_uninterruptible count:
2342          */
2343         if (task_contributes_to_load(p))
2344                 rq->nr_uninterruptible--;
2345         p->state = TASK_WAKING;
2346         task_rq_unlock(rq, &flags);
2347
2348         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2349         if (cpu != orig_cpu)
2350                 set_task_cpu(p, cpu);
2351
2352         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2353         WARN_ON(p->state != TASK_WAKING);
2354         cpu = task_cpu(p);
2355
2356 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2357         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2358         if (cpu == this_cpu)
2359                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2360         else {
2361                 struct sched_domain *sd;
2362                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2363                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2364                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2365                                 break;
2366                         }
2367                 }
2368         }
2369 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2370
2371 out_activate:
2372 #endif /* CONFIG_SMP */
2373         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2374         if (wake_flags & WF_SYNC)
2375                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2376         if (orig_cpu != cpu)
2377                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2378         if (cpu == this_cpu)
2379                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2380         else
2381                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2382         activate_task(rq, p, 1);
2383         success = 1;
2384
2385         /*
2386          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2387          */
2388         if (!in_interrupt()) {
2389                 struct sched_entity *se = &current->se;
2390                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2391
2392                 if (se->last_wakeup)
2393                         sample -= se->last_wakeup;
2394                 else
2395                         sample -= se->start_runtime;
2396                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2397
2398                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2399         }
2400
2401 out_running:
2402         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2403         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2404
2405         p->state = TASK_RUNNING;
2406 #ifdef CONFIG_SMP
2407         if (p->sched_class->task_wake_up)
2408                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2409 #endif
2410 out:
2411         task_rq_unlock(rq, &flags);
2412         put_cpu();
2413
2414         return success;
2415 }
2416
2417 /**
2418  * wake_up_process - Wake up a specific process
2419  * @p: The process to be woken up.
2420  *
2421  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2422  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2423  * running.
2424  *
2425  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2426  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2427  */
2428 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2429 {
2430         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2431 }
2432 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2433
2434 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2435 {
2436         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2437 }
2438
2439 /*
2440  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2441  * p is forked by current.
2442  *
2443  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2444  */
2445 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2446 {
2447         p->se.exec_start                = 0;
2448         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2449         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2450         p->se.nr_migrations             = 0;
2451         p->se.last_wakeup               = 0;
2452         p->se.avg_overlap               = 0;
2453         p->se.start_runtime             = 0;
2454         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2455         p->se.avg_running               = 0;
2456
2457 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2458         p->se.wait_start                        = 0;
2459         p->se.wait_max                          = 0;
2460         p->se.wait_count                        = 0;
2461         p->se.wait_sum                          = 0;
2462
2463         p->se.sleep_start                       = 0;
2464         p->se.sleep_max                         = 0;
2465         p->se.sum_sleep_runtime                 = 0;
2466
2467         p->se.block_start                       = 0;
2468         p->se.block_max                         = 0;
2469         p->se.exec_max                          = 0;
2470         p->se.slice_max                         = 0;
2471
2472         p->se.nr_migrations_cold                = 0;
2473         p->se.nr_failed_migrations_affine       = 0;
2474         p->se.nr_failed_migrations_running      = 0;
2475         p->se.nr_failed_migrations_hot          = 0;
2476         p->se.nr_forced_migrations              = 0;
2477         p->se.nr_forced2_migrations             = 0;
2478
2479         p->se.nr_wakeups                        = 0;
2480         p->se.nr_wakeups_sync                   = 0;
2481         p->se.nr_wakeups_migrate                = 0;
2482         p->se.nr_wakeups_local                  = 0;
2483         p->se.nr_wakeups_remote                 = 0;
2484         p->se.nr_wakeups_affine                 = 0;
2485         p->se.nr_wakeups_affine_attempts        = 0;
2486         p->se.nr_wakeups_passive                = 0;
2487         p->se.nr_wakeups_idle                   = 0;
2488
2489 #endif
2490
2491         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2492         p->se.on_rq = 0;
2493         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2494
2495 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2496         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2497 #endif
2498
2499         /*
2500          * We mark the process as running here, but have not actually
2501          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2502          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2503          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2504          */
2505         p->state = TASK_RUNNING;
2506 }
2507
2508 /*
2509  * fork()/clone()-time setup:
2510  */
2511 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2512 {
2513         int cpu = get_cpu();
2514
2515         __sched_fork(p);
2516
2517         /*
2518          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2519          */
2520         p->prio = current->normal_prio;
2521
2522         /*
2523          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2524          */
2525         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2526                 if (p->policy == SCHED_FIFO || p->policy == SCHED_RR)
2527                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2528
2529                 if (p->normal_prio < DEFAULT_PRIO)
2530                         p->prio = DEFAULT_PRIO;
2531
2532                 if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0) {
2533                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2534                         set_load_weight(p);
2535                 }
2536
2537                 /*
2538                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2539                  * fulfilled its duty:
2540                  */
2541                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2542         }
2543
2544         if (!rt_prio(p->prio))
2545                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2546
2547 #ifdef CONFIG_SMP
2548         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0);
2549 #endif
2550         set_task_cpu(p, cpu);
2551
2552 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2553         if (likely(sched_info_on()))
2554                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2555 #endif
2556 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2557         p->oncpu = 0;
2558 #endif
2559 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2560         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2561         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2562 #endif
2563         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2564
2565         put_cpu();
2566 }
2567
2568 /*
2569  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2570  *
2571  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2572  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2573  * on the runqueue and wakes it.
2574  */
2575 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2576 {
2577         unsigned long flags;
2578         struct rq *rq;
2579
2580         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2581         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2582         update_rq_clock(rq);
2583
2584         p->prio = effective_prio(p);
2585
2586         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2587                 activate_task(rq, p, 0);
2588         } else {
2589                 /*
2590                  * Let the scheduling class do new task startup
2591                  * management (if any):
2592                  */
2593                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2594                 inc_nr_running(rq);
2595         }
2596         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2597         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2598 #ifdef CONFIG_SMP
2599         if (p->sched_class->task_wake_up)
2600                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2601 #endif
2602         task_rq_unlock(rq, &flags);
2603 }
2604
2605 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2606
2607 /**
2608  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2609  * @notifier: notifier struct to register
2610  */
2611 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2612 {
2613         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2614 }
2615 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2616
2617 /**
2618  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2619  * @notifier: notifier struct to unregister
2620  *
2621  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2622  */
2623 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2624 {
2625         hlist_del(&notifier->link);
2626 }
2627 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2628
2629 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2630 {
2631         struct preempt_notifier *notifier;
2632         struct hlist_node *node;
2633
2634         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2635                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2636 }
2637
2638 static void
2639 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2640                                  struct task_struct *next)
2641 {
2642         struct preempt_notifier *notifier;
2643         struct hlist_node *node;
2644
2645         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2646                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2647 }
2648
2649 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2650
2651 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2652 {
2653 }
2654
2655 static void
2656 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2657                                  struct task_struct *next)
2658 {
2659 }
2660
2661 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2662
2663 /**
2664  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2665  * @rq: the runqueue preparing to switch
2666  * @prev: the current task that is being switched out
2667  * @next: the task we are going to switch to.
2668  *
2669  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2670  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2671  * switch.
2672  *
2673  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2674  * hooks.
2675  */
2676 static inline void
2677 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2678                     struct task_struct *next)
2679 {
2680         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2681         prepare_lock_switch(rq, next);
2682         prepare_arch_switch(next);
2683 }
2684
2685 /**
2686  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2687  * @rq: runqueue associated with task-switch
2688  * @prev: the thread we just switched away from.
2689  *
2690  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2691  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2692  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2693  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2694  *
2695  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2696  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2697  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2698  * details.)
2699  */
2700 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2701         __releases(rq->lock)
2702 {
2703         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2704         long prev_state;
2705
2706         rq->prev_mm = NULL;
2707
2708         /*
2709          * A task struct has one reference for the use as "current".
2710          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2711          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2712          * the scheduled task must drop that reference.
2713          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2714          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2715          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2716          * be dropped twice.
2717          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2718          */
2719         prev_state = prev->state;
2720         finish_arch_switch(prev);
2721         perf_counter_task_sched_in(current, cpu_of(rq));
2722         finish_lock_switch(rq, prev);
2723
2724         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2725         if (mm)
2726                 mmdrop(mm);
2727         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2728                 /*
2729                  * Remove function-return probe instances associated with this
2730                  * task and put them back on the free list.
2731                  */
2732                 kprobe_flush_task(prev);
2733                 put_task_struct(prev);
2734         }
2735 }
2736
2737 #ifdef CONFIG_SMP
2738
2739 /* assumes rq->lock is held */
2740 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2741 {
2742         if (prev->sched_class->pre_schedule)
2743                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
2744 }
2745
2746 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2747 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2748 {
2749         if (rq->post_schedule) {
2750                 unsigned long flags;
2751
2752                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2753                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
2754                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
2755                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2756
2757                 rq->post_schedule = 0;
2758         }
2759 }
2760
2761 #else
2762
2763 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2764 {
2765 }
2766
2767 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2768 {
2769 }
2770
2771 #endif
2772
2773 /**
2774  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2775  * @prev: the thread we just switched away from.
2776  */
2777 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2778         __releases(rq->lock)
2779 {
2780         struct rq *rq = this_rq();
2781
2782         finish_task_switch(rq, prev);
2783
2784         /*
2785          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
2786          * task_switch?
2787          */
2788         post_schedule(rq);
2789
2790 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2791         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2792         preempt_enable();
2793 #endif
2794         if (current->set_child_tid)
2795                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2796 }
2797
2798 /*
2799  * context_switch - switch to the new MM and the new
2800  * thread's register state.
2801  */
2802 static inline void
2803 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2804                struct task_struct *next)
2805 {
2806         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2807
2808         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2809         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2810         mm = next->mm;
2811         oldmm = prev->active_mm;
2812         /*
2813          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2814          * combine the page table reload and the switch backend into
2815          * one hypercall.
2816          */
2817         arch_start_context_switch(prev);
2818
2819         if (unlikely(!mm)) {
2820                 next->active_mm = oldmm;
2821                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2822                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2823         } else
2824                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2825
2826         if (unlikely(!prev->mm)) {
2827                 prev->active_mm = NULL;
2828                 rq->prev_mm = oldmm;
2829         }
2830         /*
2831          * Since the runqueue lock will be released by the next
2832          * task (which is an invalid locking op but in the case
2833          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2834          * do an early lockdep release here:
2835          */
2836 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2837         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2838 #endif
2839
2840         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2841         switch_to(prev, next, prev);
2842
2843         barrier();
2844         /*
2845          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2846          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2847          * frame will be invalid.
2848          */
2849         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2850 }
2851
2852 /*
2853  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2854  *
2855  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2856  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2857  * number of context switches performed since bootup.
2858  */
2859 unsigned long nr_running(void)
2860 {
2861         unsigned long i, sum = 0;
2862
2863         for_each_online_cpu(i)
2864                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2865
2866         return sum;
2867 }
2868
2869 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2870 {
2871         unsigned long i, sum = 0;
2872
2873         for_each_possible_cpu(i)
2874                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2875
2876         /*
2877          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2878          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2879          */
2880         if (unlikely((long)sum < 0))
2881                 sum = 0;
2882
2883         return sum;
2884 }
2885
2886 unsigned long long nr_context_switches(void)
2887 {
2888         int i;
2889         unsigned long long sum = 0;
2890
2891         for_each_possible_cpu(i)
2892                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2893
2894         return sum;
2895 }
2896
2897 unsigned long nr_iowait(void)
2898 {
2899         unsigned long i, sum = 0;
2900
2901         for_each_possible_cpu(i)
2902                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2903
2904         return sum;
2905 }
2906
2907 /* Variables and functions for calc_load */
2908 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2909 static unsigned long calc_load_update;
2910 unsigned long avenrun[3];
2911 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
2912
2913 /**
2914  * get_avenrun - get the load average array
2915  * @loads:      pointer to dest load array
2916  * @offset:     offset to add
2917  * @shift:      shift count to shift the result left
2918  *
2919  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2920  */
2921 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2922 {
2923         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2924         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2925         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2926 }
2927
2928 static unsigned long
2929 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2930 {
2931         load *= exp;
2932         load += active * (FIXED_1 - exp);
2933         return load >> FSHIFT;
2934 }
2935
2936 /*
2937  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2938  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2939  */
2940 void calc_global_load(void)
2941 {
2942         unsigned long upd = calc_load_update + 10;
2943         long active;
2944
2945         if (time_before(jiffies, upd))
2946                 return;
2947
2948         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2949         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2950
2951         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2952         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2953         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2954
2955         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2956 }
2957
2958 /*
2959  * Either called from update_cpu_load() or from a cpu going idle
2960  */
2961 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
2962 {
2963         long nr_active, delta;
2964
2965         nr_active = this_rq->nr_running;
2966         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
2967
2968         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
2969                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
2970                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
2971                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
2972         }
2973 }
2974
2975 /*
2976  * Externally visible per-cpu scheduler statistics:
2977  * cpu_nr_migrations(cpu) - number of migrations into that cpu
2978  */
2979 u64 cpu_nr_migrations(int cpu)
2980 {
2981         return cpu_rq(cpu)->nr_migrations_in;
2982 }
2983
2984 /*
2985  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2986  * scheduler tick (TICK_NSEC).
2987  */
2988 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
2989 {
2990         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
2991         int i, scale;
2992
2993         this_rq->nr_load_updates++;
2994
2995         /* Update our load: */
2996         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2997                 unsigned long old_load, new_load;
2998
2999                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3000
3001                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3002                 new_load = this_load;
3003                 /*
3004                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3005                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3006                  * example.
3007                  */
3008                 if (new_load > old_load)
3009                         new_load += scale-1;
3010                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
3011         }
3012
3013         if (time_after_eq(jiffies, this_rq->calc_load_update)) {
3014                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3015                 calc_load_account_active(this_rq);
3016         }
3017 }
3018
3019 #ifdef CONFIG_SMP
3020
3021 /*
3022  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
3023  *
3024  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
3025  * you need to do so manually before calling.
3026  */
3027 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3028         __acquires(rq1->lock)
3029         __acquires(rq2->lock)
3030 {
3031         BUG_ON(!irqs_disabled());
3032         if (rq1 == rq2) {
3033                 spin_lock(&rq1->lock);
3034                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
3035         } else {
3036                 if (rq1 < rq2) {
3037                         spin_lock(&rq1->lock);
3038                         spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3039                 } else {
3040                         spin_lock(&rq2->lock);
3041                         spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3042                 }
3043         }
3044         update_rq_clock(rq1);
3045         update_rq_clock(rq2);
3046 }
3047
3048 /*
3049  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
3050  *
3051  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
3052  * you need to do so manually after calling.
3053  */
3054 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3055         __releases(rq1->lock)
3056         __releases(rq2->lock)
3057 {
3058         spin_unlock(&rq1->lock);
3059         if (rq1 != rq2)
3060                 spin_unlock(&rq2->lock);
3061         else
3062                 __release(rq2->lock);
3063 }
3064
3065 /*
3066  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
3067  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
3068  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
3069  * the cpu_allowed mask is restored.
3070  */
3071 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
3072 {
3073         struct migration_req req;
3074         unsigned long flags;
3075         struct rq *rq;
3076
3077         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3078         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
3079             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
3080                 goto out;
3081
3082         /* force the process onto the specified CPU */
3083         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
3084                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
3085                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
3086
3087                 get_task_struct(mt);
3088                 task_rq_unlock(rq, &flags);
3089                 wake_up_process(mt);
3090                 put_task_struct(mt);
3091                 wait_for_completion(&req.done);
3092
3093                 return;
3094         }
3095 out:
3096         task_rq_unlock(rq, &flags);
3097 }
3098
3099 /*
3100  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3101  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3102  */
3103 void sched_exec(void)
3104 {
3105         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
3106         new_cpu = current->sched_class->select_task_rq(current, SD_BALANCE_EXEC, 0);
3107         put_cpu();
3108         if (new_cpu != this_cpu)
3109                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
3110 }
3111
3112 /*
3113  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
3114  * Both runqueues must be locked.
3115  */
3116 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
3117                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
3118 {
3119         deactivate_task(src_rq, p, 0);
3120         set_task_cpu(p, this_cpu);
3121         activate_task(this_rq, p, 0);
3122         /*
3123          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
3124          * to be always true for them.
3125          */
3126         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3127 }
3128
3129 /*
3130  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3131  */
3132 static
3133 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3134                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3135                      int *all_pinned)
3136 {
3137         int tsk_cache_hot = 0;
3138         /*
3139          * We do not migrate tasks that are:
3140          * 1) running (obviously), or
3141          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3142          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3143          */
3144         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3145                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3146                 return 0;
3147         }
3148         *all_pinned = 0;
3149
3150         if (task_running(rq, p)) {
3151                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3152                 return 0;
3153         }
3154
3155         /*
3156          * Aggressive migration if:
3157          * 1) task is cache cold, or
3158          * 2) too many balance attempts have failed.
3159          */
3160
3161         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3162         if (!tsk_cache_hot ||
3163                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3164 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3165                 if (tsk_cache_hot) {
3166                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3167                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3168                 }
3169 #endif
3170                 return 1;
3171         }
3172
3173         if (tsk_cache_hot) {
3174                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3175                 return 0;
3176         }
3177         return 1;
3178 }
3179
3180 static unsigned long
3181 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3182               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3183               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3184               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3185 {
3186         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3187         struct task_struct *p;
3188         long rem_load_move = max_load_move;
3189
3190         if (max_load_move == 0)
3191                 goto out;
3192
3193         pinned = 1;
3194
3195         /*
3196          * Start the load-balancing iterator:
3197          */
3198         p = iterator->start(iterator->arg);
3199 next:
3200         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3201                 goto out;
3202
3203         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3204             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3205                 p = iterator->next(iterator->arg);
3206                 goto next;
3207         }
3208
3209         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3210         pulled++;
3211         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3212
3213 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3214         /*
3215          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3216          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3217          * section.
3218          */
3219         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3220                 goto out;
3221 #endif
3222
3223         /*
3224          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3225          */
3226         if (rem_load_move > 0) {
3227                 if (p->prio < *this_best_prio)
3228                         *this_best_prio = p->prio;
3229                 p = iterator->next(iterator->arg);
3230                 goto next;
3231         }
3232 out:
3233         /*
3234          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3235          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3236          * inside pull_task().
3237          */
3238         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3239
3240         if (all_pinned)
3241                 *all_pinned = pinned;
3242
3243         return max_load_move - rem_load_move;
3244 }
3245
3246 /*
3247  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3248  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3249  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3250  *
3251  * Called with both runqueues locked.
3252  */
3253 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3254                       unsigned long max_load_move,
3255                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3256                       int *all_pinned)
3257 {
3258         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3259         unsigned long total_load_moved = 0;
3260         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3261
3262         do {
3263                 total_load_moved +=
3264                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3265                                 max_load_move - total_load_moved,
3266                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3267                 class = class->next;
3268
3269 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3270                 /*
3271                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3272                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3273                  * the critical section.
3274                  */
3275                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3276                         break;
3277 #endif
3278         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3279
3280         return total_load_moved > 0;
3281 }
3282
3283 static int
3284 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3285                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3286                    struct rq_iterator *iterator)
3287 {
3288         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3289         int pinned = 0;
3290
3291         while (p) {
3292                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3293                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3294                         /*
3295                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3296                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3297                          * stats here rather than inside pull_task().
3298                          */
3299                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3300
3301                         return 1;
3302                 }
3303                 p = iterator->next(iterator->arg);
3304         }
3305
3306         return 0;
3307 }
3308
3309 /*
3310  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3311  * part of active balancing operations within "domain".
3312  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3313  *
3314  * Called with both runqueues locked.
3315  */
3316 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3317                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3318 {
3319         const struct sched_class *class;
3320
3321         for_each_class(class) {
3322                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3323                         return 1;
3324         }
3325
3326         return 0;
3327 }
3328 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3329 /*
3330  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3331  *              during load balancing.
3332  */
3333 struct sd_lb_stats {
3334         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3335         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3336         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3337         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3338         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3339
3340         /** Statistics of this group */
3341         unsigned long this_load;
3342         unsigned long this_load_per_task;
3343         unsigned long this_nr_running;
3344
3345         /* Statistics of the busiest group */
3346         unsigned long max_load;
3347         unsigned long busiest_load_per_task;
3348         unsigned long busiest_nr_running;
3349
3350         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3351 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3352         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3353         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3354         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3355         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3356         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3357         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3358 #endif
3359 };
3360
3361 /*
3362  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3363  */
3364 struct sg_lb_stats {
3365         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3366         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3367         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3368         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3369         unsigned long group_capacity;
3370         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3371 };
3372
3373 /**
3374  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3375  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3376  */
3377 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3378 {
3379         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3380 }
3381
3382 /**
3383  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3384  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3385  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3386  */
3387 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3388                                         enum cpu_idle_type idle)
3389 {
3390         int load_idx;
3391
3392         switch (idle) {
3393         case CPU_NOT_IDLE:
3394                 load_idx = sd->busy_idx;
3395                 break;
3396
3397         case CPU_NEWLY_IDLE:
3398                 load_idx = sd->newidle_idx;
3399                 break;
3400         default:
3401                 load_idx = sd->idle_idx;
3402                 break;
3403         }
3404
3405         return load_idx;
3406 }
3407
3408
3409 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3410 /**
3411  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3412  * the given sched_domain, during load balancing.
3413  *
3414  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3415  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3416  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3417  */
3418 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3419         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3420 {
3421         /*
3422          * Busy processors will not participate in power savings
3423          * balance.
3424          */
3425         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3426                 sds->power_savings_balance = 0;
3427         else {
3428                 sds->power_savings_balance = 1;
3429                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3430                 sds->leader_nr_running = 0;
3431         }
3432 }
3433
3434 /**
3435  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3436  * sched_domain while performing load balancing.
3437  *
3438  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3439  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3440  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3441  *              load balancing ?
3442  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3443  */
3444 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3445         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3446 {
3447
3448         if (!sds->power_savings_balance)
3449                 return;
3450
3451         /*
3452          * If the local group is idle or completely loaded
3453          * no need to do power savings balance at this domain
3454          */
3455         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3456                                 !sds->this_nr_running))
3457                 sds->power_savings_balance = 0;
3458
3459         /*
3460          * If a group is already running at full capacity or idle,
3461          * don't include that group in power savings calculations
3462          */
3463         if (!sds->power_savings_balance ||
3464                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3465                 !sgs->sum_nr_running)
3466                 return;
3467
3468         /*
3469          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3470          * This is the group from where we need to pick up the load
3471          * for saving power
3472          */
3473         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3474             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3475              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3476                 sds->group_min = group;
3477                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3478                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3479                                                 sgs->sum_nr_running;
3480         }
3481
3482         /*
3483          * Calculate the group which is almost near its
3484          * capacity but still has some space to pick up some load
3485          * from other group and save more power
3486          */
3487         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
3488                 return;
3489
3490         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3491             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3492              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3493                 sds->group_leader = group;
3494                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3495         }
3496 }
3497
3498 /**
3499  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3500  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3501  *      under consideration.
3502  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3503  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3504  *
3505  * Description:
3506  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3507  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3508  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3509  *
3510  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3511  * Else returns 0.
3512  */
3513 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3514                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3515 {
3516         if (!sds->power_savings_balance)
3517                 return 0;
3518
3519         if (sds->this != sds->group_leader ||
3520                         sds->group_leader == sds->group_min)
3521                 return 0;
3522
3523         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3524         sds->busiest = sds->group_min;
3525
3526         return 1;
3527
3528 }
3529 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3530 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3531         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3532 {
3533         return;
3534 }
3535
3536 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3537         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3538 {
3539         return;
3540 }
3541
3542 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3543                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3544 {
3545         return 0;
3546 }
3547 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3548
3549
3550 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3551 {
3552         return SCHED_LOAD_SCALE;
3553 }
3554
3555 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3556 {
3557         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3558 }
3559
3560 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3561 {
3562         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3563         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3564
3565         smt_gain /= weight;
3566
3567         return smt_gain;
3568 }
3569
3570 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3571 {
3572         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3573 }
3574
3575 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3576 {
3577         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3578         u64 total, available;
3579
3580         sched_avg_update(rq);
3581
3582         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
3583         available = total - rq->rt_avg;
3584
3585         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
3586                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
3587
3588         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3589
3590         return div_u64(available, total);
3591 }
3592
3593 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3594 {
3595         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3596         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
3597         struct sched_group *sdg = sd->groups;
3598
3599         if (sched_feat(ARCH_POWER))
3600                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
3601         else
3602                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
3603
3604         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3605
3606         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
3607                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
3608                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
3609                 else
3610                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
3611
3612                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3613         }
3614
3615         power *= scale_rt_power(cpu);
3616         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3617
3618         if (!power)
3619                 power = 1;
3620
3621         sdg->cpu_power = power;
3622 }
3623
3624 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3625 {
3626         struct sched_domain *child = sd->child;
3627         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
3628         unsigned long power;
3629
3630         if (!child) {
3631                 update_cpu_power(sd, cpu);
3632                 return;
3633         }
3634
3635         power = 0;
3636
3637         group = child->groups;
3638         do {
3639                 power += group->cpu_power;
3640                 group = group->next;
3641         } while (group != child->groups);
3642
3643         sdg->cpu_power = power;
3644 }
3645
3646 /**
3647  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3648  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3649  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3650  * @idle: Idle status of this_cpu
3651  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3652  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3653  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3654  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3655  * @balance: Should we balance.
3656  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3657  */
3658 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
3659                         struct sched_group *group, int this_cpu,
3660                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3661                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3662                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3663 {
3664         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3665         int i;
3666         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3667         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3668         unsigned long avg_load_per_task;
3669
3670         if (local_group) {
3671                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3672                 if (balance_cpu == this_cpu)
3673                         update_group_power(sd, this_cpu);
3674         }
3675
3676         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3677         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3678         max_cpu_load = 0;
3679         min_cpu_load = ~0UL;
3680
3681         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3682                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3683
3684                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3685                         *sd_idle = 0;
3686
3687                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3688                 if (local_group) {
3689                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3690                                 first_idle_cpu = 1;
3691                                 balance_cpu = i;
3692                         }
3693
3694                         load = target_load(i, load_idx);
3695                 } else {
3696                         load = source_load(i, load_idx);
3697                         if (load > max_cpu_load)
3698                                 max_cpu_load = load;
3699                         if (min_cpu_load > load)
3700                                 min_cpu_load = load;
3701                 }
3702
3703                 sgs->group_load += load;
3704                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3705                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3706
3707                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3708         }
3709
3710         /*
3711          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3712          * is eligible for doing load balancing at this and above
3713          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3714          * to do the newly idle load balance.
3715          */
3716         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3717             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3718                 *balance = 0;
3719                 return;
3720         }
3721
3722         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3723         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
3724
3725
3726         /*
3727          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3728          * than the average weight of two tasks.
3729          *
3730          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3731          *      might not be a suitable number - should we keep a
3732          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3733          *      the hierarchy?
3734          */
3735         avg_load_per_task = (sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3736                 group->cpu_power;
3737
3738         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3739                 sgs->group_imb = 1;
3740
3741         sgs->group_capacity =
3742                 DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
3743 }
3744
3745 /**
3746  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3747  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3748  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3749  * @idle: Idle status of this_cpu
3750  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3751  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3752  * @balance: Should we balance.
3753  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3754  */
3755 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3756                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3757                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3758                         struct sd_lb_stats *sds)
3759 {
3760         struct sched_domain *child = sd->child;
3761         struct sched_group *group = sd->groups;
3762         struct sg_lb_stats sgs;
3763         int load_idx, prefer_sibling = 0;
3764
3765         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
3766                 prefer_sibling = 1;
3767
3768         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3769         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3770
3771         do {
3772                 int local_group;
3773
3774                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3775                                                sched_group_cpus(group));
3776                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3777                 update_sg_lb_stats(sd, group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3778                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3779
3780                 if (local_group && balance && !(*balance))
3781                         return;
3782
3783                 sds->total_load += sgs.group_load;
3784                 sds->total_pwr += group->cpu_power;
3785
3786                 /*
3787                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
3788                  * first, lower the group capacity to one so that we'll try
3789                  * and move all the excess tasks away.
3790                  */
3791                 if (prefer_sibling)
3792                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
3793
3794                 if (local_group) {
3795                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3796                         sds->this = group;
3797                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3798                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3799                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3800                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3801                                 sgs.group_imb)) {
3802                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3803                         sds->busiest = group;
3804                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3805                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3806                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3807                 }
3808
3809                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3810                 group = group->next;
3811         } while (group != sd->groups);
3812 }
3813
3814 /**
3815  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3816  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3817  *                      load balancing.
3818  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3819  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3820  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3821  */
3822 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3823                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3824 {
3825         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3826         unsigned int imbn = 2;
3827
3828         if (sds->this_nr_running) {
3829                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3830                 if (sds->busiest_load_per_task >
3831                                 sds->this_load_per_task)
3832                         imbn = 1;
3833         } else
3834                 sds->this_load_per_task =
3835                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3836
3837         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3838                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3839                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3840                 return;
3841         }
3842
3843         /*
3844          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3845          * however we may be able to increase total CPU power used by
3846          * moving them.
3847          */
3848
3849         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
3850                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3851         pwr_now += sds->this->cpu_power *
3852                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3853         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3854
3855         /* Amount of load we'd subtract */
3856         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3857                 sds->busiest->cpu_power;
3858         if (sds->max_load > tmp)
3859                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
3860                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3861
3862         /* Amount of load we'd add */
3863         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
3864                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3865                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
3866                         sds->this->cpu_power;
3867         else
3868                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3869                         sds->this->cpu_power;
3870         pwr_move += sds->this->cpu_power *
3871                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3872         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3873
3874         /* Move if we gain throughput */
3875         if (pwr_move > pwr_now)
3876                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3877 }
3878
3879 /**
3880  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3881  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3882  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3883  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3884  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3885  */
3886 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3887                 unsigned long *imbalance)
3888 {
3889         unsigned long max_pull;
3890         /*
3891          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3892          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3893          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3894          */
3895         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3896                 *imbalance = 0;
3897                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3898         }
3899
3900         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3901         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3902                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3903
3904         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3905         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
3906                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
3907                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3908
3909         /*
3910          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3911          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3912          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3913          * moved
3914          */
3915         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3916                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3917
3918 }
3919 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3920
3921 /**
3922  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3923  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3924  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3925  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3926  * such a group exists.
3927  *
3928  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3929  * to restore balance.
3930  *
3931  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3932  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3933  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3934  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3935  * @idle: The idle status of this_cpu.
3936  * @sd_idle: The idleness of sd
3937  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3938  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3939  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3940  *
3941  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3942  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3943  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3944  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3945  */
3946 static struct sched_group *
3947 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3948                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3949                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
3950 {
3951         struct sd_lb_stats sds;
3952
3953         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
3954
3955         /*
3956          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
3957          * this level.
3958          */
3959         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
3960                                         balance, &sds);
3961
3962         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
3963         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
3964          *    at this level.
3965          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
3966          * 3) This group is the busiest group.
3967          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
3968          *    sched_domain.
3969          * 5) The imbalance is within the specified limit.
3970          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
3971          */
3972         if (balance && !(*balance))
3973                 goto ret;
3974
3975         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
3976                 goto out_balanced;
3977
3978         if (sds.this_load >= sds.max_load)
3979                 goto out_balanced;
3980
3981         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
3982
3983         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
3984                 goto out_balanced;
3985
3986         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
3987                 goto out_balanced;
3988
3989         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
3990         if (sds.group_imb)
3991                 sds.busiest_load_per_task =
3992                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
3993
3994         /*
3995          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
3996          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
3997          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
3998          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
3999          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
4000          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
4001          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
4002          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
4003          * appear as very large values with unsigned longs.
4004          */
4005         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
4006                 goto out_balanced;
4007
4008         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4009         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
4010         return sds.busiest;
4011
4012 out_balanced:
4013         /*
4014          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
4015          * to save power.
4016          */
4017         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
4018                 return sds.busiest;
4019 ret:
4020         *imbalance = 0;
4021         return NULL;
4022 }
4023
4024 /*
4025  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4026  */
4027 static struct rq *
4028 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
4029                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
4030 {
4031         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4032         unsigned long max_load = 0;
4033         int i;
4034
4035         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4036                 unsigned long power = power_of(i);
4037                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
4038                 unsigned long wl;
4039
4040                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
4041                         continue;
4042
4043                 rq = cpu_rq(i);
4044                 wl = weighted_cpuload(i) * SCHED_LOAD_SCALE;
4045                 wl /= power;
4046
4047                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
4048                         continue;
4049
4050                 if (wl > max_load) {
4051                         max_load = wl;
4052                         busiest = rq;
4053                 }
4054         }
4055
4056         return busiest;
4057 }
4058
4059 /*
4060  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4061  * so long as it is large enough.
4062  */
4063 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4064
4065 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4066 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4067
4068 /*
4069  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4070  * tasks if there is an imbalance.
4071  */
4072 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4073                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4074                         int *balance)
4075 {
4076         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
4077         struct sched_group *group;
4078         unsigned long imbalance;
4079         struct rq *busiest;
4080         unsigned long flags;
4081         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4082
4083         cpumask_setall(cpus);
4084
4085         /*
4086          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4087          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4088          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
4089          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4090          */
4091         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4092             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4093                 sd_idle = 1;
4094
4095         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4096
4097 redo:
4098         update_shares(sd);
4099         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
4100                                    cpus, balance);
4101
4102         if (*balance == 0)
4103                 goto out_balanced;
4104
4105         if (!group) {
4106                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4107                 goto out_balanced;
4108         }
4109
4110         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
4111         if (!busiest) {
4112                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4113                 goto out_balanced;
4114         }
4115
4116         BUG_ON(busiest == this_rq);
4117
4118         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
4119
4120         ld_moved = 0;
4121         if (busiest->nr_running > 1) {
4122                 /*
4123                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4124                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4125                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4126                  * correctly treated as an imbalance.
4127                  */
4128                 local_irq_save(flags);
4129                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4130                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4131                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
4132                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4133                 local_irq_restore(flags);
4134
4135                 /*
4136                  * some other cpu did the load balance for us.
4137                  */
4138                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
4139                         resched_cpu(this_cpu);
4140
4141                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4142                 if (unlikely(all_pinned)) {
4143                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4144                         if (!cpumask_empty(cpus))
4145                                 goto redo;
4146                         goto out_balanced;
4147                 }
4148         }
4149
4150         if (!ld_moved) {
4151                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4152                 sd->nr_balance_failed++;
4153
4154                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
4155
4156                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4157
4158                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
4159                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4160                          */
4161                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4162                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4163                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4164                                 all_pinned = 1;
4165                                 goto out_one_pinned;
4166                         }
4167
4168                         if (!busiest->active_balance) {
4169                                 busiest->active_balance = 1;
4170                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4171                                 active_balance = 1;
4172                         }
4173                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4174                         if (active_balance)
4175                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
4176
4177                         /*
4178                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4179                          * counter.
4180                          */
4181                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4182                 }
4183         } else
4184                 sd->nr_balance_failed = 0;
4185
4186         if (likely(!active_balance)) {
4187                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4188                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4189         } else {
4190                 /*
4191                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4192                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4193                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4194                  * move_tasks).
4195                  */
4196                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4197                         sd->balance_interval *= 2;
4198         }
4199
4200         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4201             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4202                 ld_moved = -1;
4203
4204         goto out;
4205
4206 out_balanced:
4207         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4208
4209         sd->nr_balance_failed = 0;
4210
4211 out_one_pinned:
4212         /* tune up the balancing interval */
4213         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4214                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4215                 sd->balance_interval *= 2;
4216
4217         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4218             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4219                 ld_moved = -1;
4220         else
4221                 ld_moved = 0;
4222 out:
4223         if (ld_moved)
4224                 update_shares(sd);
4225         return ld_moved;
4226 }
4227
4228 /*
4229  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4230  * tasks if there is an imbalance.
4231  *
4232  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
4233  * this_rq is locked.
4234  */
4235 static int
4236 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
4237 {
4238         struct sched_group *group;
4239         struct rq *busiest = NULL;
4240         unsigned long imbalance;
4241         int ld_moved = 0;
4242         int sd_idle = 0;
4243         int all_pinned = 0;
4244         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4245
4246         cpumask_setall(cpus);
4247
4248         /*
4249          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4250          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4251          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
4252          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4253          */
4254         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4255             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4256                 sd_idle = 1;
4257
4258         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
4259 redo:
4260         update_shares_locked(this_rq, sd);
4261         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
4262                                    &sd_idle, cpus, NULL);
4263         if (!group) {
4264                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
4265                 goto out_balanced;
4266         }
4267
4268         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
4269         if (!busiest) {
4270                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
4271                 goto out_balanced;
4272         }
4273
4274         BUG_ON(busiest == this_rq);
4275
4276         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
4277
4278         ld_moved = 0;
4279         if (busiest->nr_running > 1) {
4280                 /* Attempt to move tasks */
4281                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4282                 /* this_rq->clock is already updated */
4283                 update_rq_clock(busiest);
4284                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4285                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
4286                                         &all_pinned);
4287                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4288
4289                 if (unlikely(all_pinned)) {
4290                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4291                         if (!cpumask_empty(cpus))
4292                                 goto redo;
4293                 }
4294         }
4295
4296         if (!ld_moved) {
4297                 int active_balance = 0;
4298
4299                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
4300                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4301                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4302                         return -1;
4303
4304                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4305                         return -1;
4306
4307                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
4308                         return -1;
4309
4310                 /*
4311                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4312                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4313                  * package. The same method used to move task in load_balance()
4314                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
4315                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
4316                  *
4317                  * The package power saving logic comes from
4318                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
4319                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
4320                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4321                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4322                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4323                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4324                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4325                  *
4326                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4327                  * will be more than one task in the source run queue and
4328                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4329                  * active balance code will not be triggered.
4330                  */
4331
4332                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
4333                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4334
4335                 /*
4336                  * don't kick the migration_thread, if the curr
4337                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4338                  */
4339                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4340                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4341                         all_pinned = 1;
4342                         return ld_moved;
4343                 }
4344
4345                 if (!busiest->active_balance) {
4346                         busiest->active_balance = 1;
4347                         busiest->push_cpu = this_cpu;
4348                         active_balance = 1;
4349                 }
4350
4351                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4352                 /*
4353                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
4354                  */
4355                 spin_unlock(&this_rq->lock);
4356                 if (active_balance)
4357                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
4358                 spin_lock(&this_rq->lock);
4359
4360         } else
4361                 sd->nr_balance_failed = 0;
4362
4363         update_shares_locked(this_rq, sd);
4364         return ld_moved;
4365
4366 out_balanced:
4367         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
4368         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4369             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4370                 return -1;
4371         sd->nr_balance_failed = 0;
4372
4373         return 0;
4374 }
4375
4376 /*
4377  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4378  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4379  */
4380 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4381 {
4382         struct sched_domain *sd;
4383         int pulled_task = 0;
4384         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4385
4386         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4387                 unsigned long interval;
4388
4389                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4390                         continue;
4391
4392                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
4393                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4394                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
4395                                                            sd);
4396
4397                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4398                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4399                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4400                 if (pulled_task)
4401                         break;
4402         }
4403         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4404                 /*
4405                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4406                  * a busy processor. So reset next_balance.
4407                  */
4408                 this_rq->next_balance = next_balance;
4409         }
4410 }
4411
4412 /*
4413  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
4414  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
4415  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
4416  * logical imbalances.
4417  *
4418  * Called with busiest_rq locked.
4419  */
4420 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
4421 {
4422         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4423         struct sched_domain *sd;
4424         struct rq *target_rq;
4425
4426         /* Is there any task to move? */
4427         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4428                 return;
4429
4430         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4431
4432         /*
4433          * This condition is "impossible", if it occurs
4434          * we need to fix it. Originally reported by
4435          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4436          */
4437         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4438
4439         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4440         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4441         update_rq_clock(busiest_rq);
4442         update_rq_clock(target_rq);
4443
4444         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4445         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4446                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4447                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4448                                 break;
4449         }
4450
4451         if (likely(sd)) {
4452                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4453
4454                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4455                                   sd, CPU_IDLE))
4456                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4457                 else
4458                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4459         }
4460         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4461 }
4462
4463 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4464 static struct {
4465         atomic_t load_balancer;
4466         cpumask_var_t cpu_mask;
4467         cpumask_var_t ilb_grp_nohz_mask;
4468 } nohz ____cacheline_aligned = {
4469         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
4470 };
4471
4472 int get_nohz_load_balancer(void)
4473 {
4474         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
4475 }
4476
4477 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
4478 /**
4479  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
4480  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
4481  *              be returned.
4482  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
4483  *              for the given cpu.
4484  *
4485  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
4486  */
4487 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
4488 {
4489         struct sched_domain *sd;
4490
4491         for_each_domain(cpu, sd)
4492                 if (sd && (sd->flags & flag))
4493                         break;
4494
4495         return sd;
4496 }
4497
4498 /**
4499  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
4500  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
4501  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
4502  *              for cpu.
4503  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
4504  *
4505  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
4506  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
4507  */
4508 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
4509         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
4510                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
4511
4512 /**
4513  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
4514  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
4515  *
4516  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
4517  *
4518  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
4519  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
4520  * sched_group is semi-idle or not.
4521  */
4522 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
4523 {
4524         cpumask_and(nohz.ilb_grp_nohz_mask, nohz.cpu_mask,
4525                                         sched_group_cpus(ilb_group));
4526
4527         /*
4528          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
4529          * and atleast one idle cpu.
4530          */
4531         if (cpumask_empty(nohz.ilb_grp_nohz_mask))
4532                 return 0;
4533
4534         if (cpumask_equal(nohz.ilb_grp_nohz_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
4535                 return 0;
4536
4537         return 1;
4538 }
4539 /**
4540  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
4541  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
4542  *
4543  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
4544  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
4545  *
4546  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
4547  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
4548  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
4549  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
4550  */
4551 static int find_new_ilb(int cpu)
4552 {
4553         struct sched_domain *sd;
4554         struct sched_group *ilb_group;
4555
4556         /*
4557          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
4558          * when power-aware load balancing is enabled
4559          */
4560         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
4561                 goto out_done;
4562
4563         /*
4564          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
4565          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
4566          */
4567         if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) < 2)
4568                 goto out_done;
4569
4570         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
4571                 ilb_group = sd->groups;
4572
4573                 do {
4574                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
4575                                 return cpumask_first(nohz.ilb_grp_nohz_mask);
4576
4577                         ilb_group = ilb_group->next;
4578
4579                 } while (ilb_group != sd->groups);
4580         }
4581
4582 out_done:
4583         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4584 }
4585 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
4586 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4587 {
4588         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4589 }
4590 #endif
4591
4592 /*
4593  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4594  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4595  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
4596  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
4597  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
4598  * arrives...
4599  *
4600  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
4601  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
4602  * nohz.cpu_mask..
4603  *
4604  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
4605  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
4606  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
4607  * there is no need for ilb owner.
4608  *
4609  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
4610  * next busy scheduler_tick()
4611  */
4612 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4613 {
4614         int cpu = smp_processor_id();
4615
4616         if (stop_tick) {
4617                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
4618
4619                 if (!cpu_active(cpu)) {
4620                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4621                                 return 0;
4622
4623                         /*
4624                          * If we are going offline and still the leader,
4625                          * give up!
4626                          */
4627                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4628                                 BUG();
4629
4630                         return 0;
4631                 }
4632
4633                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4634
4635                 /* time for ilb owner also to sleep */
4636                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4637                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4638                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4639                         return 0;
4640                 }
4641
4642                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4643                         /* make me the ilb owner */
4644                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
4645                                 return 1;
4646                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4647                         int new_ilb;
4648
4649                         if (!(sched_smt_power_savings ||
4650                                                 sched_mc_power_savings))
4651                                 return 1;
4652                         /*
4653                          * Check to see if there is a more power-efficient
4654                          * ilb.
4655                          */
4656                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
4657                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
4658                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4659                                 resched_cpu(new_ilb);
4660                                 return 0;
4661                         }
4662                         return 1;
4663                 }
4664         } else {
4665                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4666                         return 0;
4667
4668                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4669
4670                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4671                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4672                                 BUG();
4673         }
4674         return 0;
4675 }
4676 #endif
4677
4678 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4679
4680 /*
4681  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4682  * and initiates a balancing operation if so.
4683  *
4684  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4685  */
4686 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4687 {
4688         int balance = 1;
4689         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4690         unsigned long interval;
4691         struct sched_domain *sd;
4692         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4693         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4694         int update_next_balance = 0;
4695         int need_serialize;
4696
4697         for_each_domain(cpu, sd) {
4698                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4699                         continue;
4700
4701                 interval = sd->balance_interval;
4702                 if (idle != CPU_IDLE)
4703                         interval *= sd->busy_factor;
4704
4705                 /* scale ms to jiffies */
4706                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4707                 if (unlikely(!interval))
4708                         interval = 1;
4709                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
4710                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
4711
4712                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4713
4714                 if (need_serialize) {
4715                         if (!spin_trylock(&balancing))
4716                                 goto out;
4717                 }
4718
4719                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4720                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4721                                 /*
4722                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4723                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
4724                                  * not idle.
4725                                  */
4726                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4727                         }
4728                         sd->last_balance = jiffies;
4729                 }
4730                 if (need_serialize)
4731                         spin_unlock(&balancing);
4732 out:
4733                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4734                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4735                         update_next_balance = 1;
4736                 }
4737
4738                 /*
4739                  * Stop the load balance at this level. There is another
4740                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4741                  * actively.
4742                  */
4743                 if (!balance)
4744                         break;
4745         }
4746
4747         /*
4748          * next_balance will be updated only when there is a need.
4749          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4750          * updated.
4751          */
4752         if (likely(update_next_balance))
4753                 rq->next_balance = next_balance;
4754 }
4755
4756 /*
4757  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4758  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
4759  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4760  */
4761 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4762 {
4763         int this_cpu = smp_processor_id();
4764         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4765         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
4766                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4767
4768         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4769
4770 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4771         /*
4772          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
4773          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4774          * stopped.
4775          */
4776         if (this_rq->idle_at_tick &&
4777             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
4778                 struct rq *rq;
4779                 int balance_cpu;
4780
4781                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
4782                         if (balance_cpu == this_cpu)
4783                                 continue;
4784
4785                         /*
4786                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4787                          * work being done for other cpus. Next load
4788                          * balancing owner will pick it up.
4789                          */
4790                         if (need_resched())
4791                                 break;
4792
4793                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4794
4795                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
4796                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4797                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4798                 }
4799         }
4800 #endif
4801 }
4802
4803 static inline int on_null_domain(int cpu)
4804 {
4805         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
4806 }
4807
4808 /*
4809  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4810  *
4811  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
4812  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
4813  * if the whole system is idle.
4814  */
4815 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4816 {
4817 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4818         /*
4819          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4820          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4821          * load balancer.
4822          */
4823         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4824                 rq->in_nohz_recently = 0;
4825
4826                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4827                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4828                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4829                 }
4830
4831                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4832                         int ilb = find_new_ilb(cpu);
4833
4834                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4835                                 resched_cpu(ilb);
4836                 }
4837         }
4838
4839         /*
4840          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4841          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4842          */
4843         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4844             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4845                 resched_cpu(cpu);
4846                 return;
4847         }
4848
4849         /*
4850          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4851          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4852          */
4853         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4854             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4855                 return;
4856 #endif
4857         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4858         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4859             likely(!on_null_domain(cpu)))
4860                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4861 }
4862
4863 #else   /* CONFIG_SMP */
4864
4865 /*
4866  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4867  */
4868 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4869 {
4870 }
4871
4872 #endif
4873
4874 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4875
4876 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4877
4878 /*
4879  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4880  * @p in case that task is currently running.
4881  *
4882  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4883  */
4884 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4885 {
4886         u64 ns = 0;
4887
4888         if (task_current(rq, p)) {
4889                 update_rq_clock(rq);
4890                 ns = rq->clock - p->se.exec_start;
4891                 if ((s64)ns < 0)
4892                         ns = 0;
4893         }
4894
4895         return ns;
4896 }
4897
4898 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4899 {
4900         unsigned long flags;
4901         struct rq *rq;
4902         u64 ns = 0;
4903
4904         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4905         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4906         task_rq_unlock(rq, &flags);
4907
4908         return ns;
4909 }
4910
4911 /*
4912  * Return accounted runtime for the task.
4913  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4914  * pending runtime that have not been accounted yet.
4915  */
4916 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4917 {
4918         unsigned long flags;
4919         struct rq *rq;
4920         u64 ns = 0;
4921
4922         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4923         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4924         task_rq_unlock(rq, &flags);
4925
4926         return ns;
4927 }
4928
4929 /*
4930  * Return sum_exec_runtime for the thread group.
4931  * In case the task is currently running, return the sum plus current's
4932  * pending runtime that have not been accounted yet.
4933  *
4934  * Note that the thread group might have other running tasks as well,
4935  * so the return value not includes other pending runtime that other
4936  * running tasks might have.
4937  */
4938 unsigned long long thread_group_sched_runtime(struct task_struct *p)
4939 {
4940         struct task_cputime totals;
4941         unsigned long flags;
4942         struct rq *rq;
4943         u64 ns;
4944
4945         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4946         thread_group_cputime(p, &totals);
4947         ns = totals.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4948         task_rq_unlock(rq, &flags);
4949
4950         return ns;
4951 }
4952
4953 /*
4954  * Account user cpu time to a process.
4955  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4956  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
4957  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4958  */
4959 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4960                        cputime_t cputime_scaled)
4961 {
4962         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4963         cputime64_t tmp;
4964
4965         /* Add user time to process. */
4966         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4967         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4968         account_group_user_time(p, cputime);
4969
4970         /* Add user time to cpustat. */
4971         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4972         if (TASK_NICE(p) > 0)
4973                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
4974         else
4975                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4976
4977         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
4978         /* Account for user time used */
4979         acct_update_integrals(p);
4980 }
4981
4982 /*
4983  * Account guest cpu time to a process.
4984  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4985  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
4986  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4987  */
4988 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4989                                cputime_t cputime_scaled)
4990 {
4991         cputime64_t tmp;
4992         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4993
4994         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4995
4996         /* Add guest time to process. */
4997         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4998         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4999         account_group_user_time(p, cputime);
5000         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
5001
5002         /* Add guest time to cpustat. */
5003         cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5004         cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
5005 }
5006
5007 /*
5008  * Account system cpu time to a process.
5009  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5010  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
5011  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
5012  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5013  */
5014 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
5015                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
5016 {
5017         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5018         cputime64_t tmp;
5019
5020         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
5021                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
5022                 return;
5023         }
5024
5025         /* Add system time to process. */
5026         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
5027         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
5028         account_group_system_time(p, cputime);
5029
5030         /* Add system time to cpustat. */
5031         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5032         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
5033                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
5034         else if (softirq_count())
5035                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
5036         else
5037                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
5038
5039         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
5040
5041         /* Account for system time used */
5042         acct_update_integrals(p);
5043 }
5044
5045 /*
5046  * Account for involuntary wait time.
5047  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
5048  */
5049 void account_steal_time(cputime_t cputime)
5050 {
5051         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5052         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5053
5054         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
5055 }
5056
5057 /*
5058  * Account for idle time.
5059  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
5060  */
5061 void account_idle_time(cputime_t cputime)
5062 {
5063         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5064         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5065         struct rq *rq = this_rq();
5066
5067         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
5068                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
5069         else
5070                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
5071 }
5072
5073 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5074
5075 /*
5076  * Account a single tick of cpu time.
5077  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5078  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
5079  */
5080 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
5081 {
5082         cputime_t one_jiffy = jiffies_to_cputime(1);
5083         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(one_jiffy);
5084         struct rq *rq = this_rq();
5085
5086         if (user_tick)
5087                 account_user_time(p, one_jiffy, one_jiffy_scaled);
5088         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
5089                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, one_jiffy,
5090                                     one_jiffy_scaled);
5091         else
5092                 account_idle_time(one_jiffy);
5093 }
5094
5095 /*
5096  * Account multiple ticks of steal time.
5097  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
5098  * @ticks: number of stolen ticks
5099  */
5100 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
5101 {
5102         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5103 }
5104
5105 /*
5106  * Account multiple ticks of idle time.
5107  * @ticks: number of stolen ticks
5108  */
5109 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
5110 {
5111         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5112 }
5113
5114 #endif
5115
5116 /*
5117  * Use precise platform statistics if available:
5118  */
5119 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5120 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
5121 {
5122         return p->utime;
5123 }
5124
5125 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
5126 {
5127         return p->stime;
5128 }
5129 #else
5130 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
5131 {
5132         clock_t utime = cputime_to_clock_t(p->utime),
5133                 total = utime + cputime_to_clock_t(p->stime);
5134         u64 temp;
5135
5136         /*
5137          * Use CFS's precise accounting:
5138          */
5139         temp = (u64)nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime);
5140
5141         if (total) {
5142                 temp *= utime;
5143                 do_div(temp, total);
5144         }
5145         utime = (clock_t)temp;
5146
5147         p->prev_utime = max(p->prev_utime, clock_t_to_cputime(utime));
5148         return p->prev_utime;
5149 }
5150
5151 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
5152 {
5153         clock_t stime;
5154
5155         /*
5156          * Use CFS's precise accounting. (we subtract utime from
5157          * the total, to make sure the total observed by userspace
5158          * grows monotonically - apps rely on that):
5159          */
5160         stime = nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime) -
5161                         cputime_to_clock_t(task_utime(p));
5162
5163         if (stime >= 0)
5164                 p->prev_stime = max(p->prev_stime, clock_t_to_cputime(stime));
5165
5166         return p->prev_stime;
5167 }
5168 #endif
5169
5170 inline cputime_t task_gtime(struct task_struct *p)
5171 {
5172         return p->gtime;
5173 }
5174
5175 /*
5176  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5177  * We call it with interrupts disabled.
5178  *
5179  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
5180  * timeslices.
5181  */
5182 void scheduler_tick(void)
5183 {
5184         int cpu = smp_processor_id();
5185         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5186         struct task_struct *curr = rq->curr;
5187
5188         sched_clock_tick();
5189
5190         spin_lock(&rq->lock);
5191         update_rq_clock(rq);
5192         update_cpu_load(rq);
5193         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5194         spin_unlock(&rq->lock);
5195
5196         perf_counter_task_tick(curr, cpu);
5197
5198 #ifdef CONFIG_SMP
5199         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
5200         trigger_load_balance(rq, cpu);
5201 #endif
5202 }
5203
5204 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
5205 {
5206         if (in_lock_functions(addr)) {
5207                 addr = CALLER_ADDR2;
5208                 if (in_lock_functions(addr))
5209                         addr = CALLER_ADDR3;
5210         }
5211         return addr;
5212 }
5213
5214 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5215                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
5216
5217 void __kprobes add_preempt_count(int val)
5218 {
5219 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5220         /*
5221          * Underflow?
5222          */
5223         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5224                 return;
5225 #endif
5226         preempt_count() += val;
5227 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5228         /*
5229          * Spinlock count overflowing soon?
5230          */
5231         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5232                                 PREEMPT_MASK - 10);
5233 #endif
5234         if (preempt_count() == val)
5235                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5236 }
5237 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
5238
5239 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
5240 {
5241 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5242         /*
5243          * Underflow?
5244          */
5245         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5246                 return;
5247         /*
5248          * Is the spinlock portion underflowing?
5249          */
5250         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5251                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5252                 return;
5253 #endif
5254
5255         if (preempt_count() == val)
5256                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5257         preempt_count() -= val;
5258 }
5259 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
5260
5261 #endif
5262
5263 /*
5264  * Print scheduling while atomic bug:
5265  */
5266 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5267 {
5268         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
5269
5270         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5271                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5272
5273         debug_show_held_locks(prev);
5274         print_modules();
5275         if (irqs_disabled())
5276                 print_irqtrace_events(prev);
5277
5278         if (regs)
5279                 show_regs(regs);
5280         else
5281                 dump_stack();
5282 }
5283
5284 /*
5285  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5286  */
5287 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
5288 {
5289         /*
5290          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
5291          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
5292          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
5293          */
5294         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
5295                 __schedule_bug(prev);
5296
5297         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5298
5299         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
5300 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5301         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
5302                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
5303                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
5304         }
5305 #endif
5306 }
5307
5308 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5309 {
5310         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime - p->se.prev_sum_exec_runtime;
5311
5312         update_avg(&p->se.avg_running, runtime);
5313
5314         if (p->state == TASK_RUNNING) {
5315                 /*
5316                  * In order to avoid avg_overlap growing stale when we are
5317                  * indeed overlapping and hence not getting put to sleep, grow
5318                  * the avg_overlap on preemption.
5319                  *
5320                  * We use the average preemption runtime because that
5321                  * correlates to the amount of cache footprint a task can
5322                  * build up.
5323                  */
5324                 runtime = min_t(u64, runtime, 2*sysctl_sched_migration_cost);
5325                 update_avg(&p->se.avg_overlap, runtime);
5326         } else {
5327                 update_avg(&p->se.avg_running, 0);
5328         }
5329         p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5330 }
5331
5332 /*
5333  * Pick up the highest-prio task:
5334  */
5335 static inline struct task_struct *
5336 pick_next_task(struct rq *rq)
5337 {
5338         const struct sched_class *class;
5339         struct task_struct *p;
5340
5341         /*
5342          * Optimization: we know that if all tasks are in
5343          * the fair class we can call that function directly:
5344          */
5345         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
5346                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
5347                 if (likely(p))
5348                         return p;
5349         }
5350
5351         class = sched_class_highest;
5352         for ( ; ; ) {
5353                 p = class->pick_next_task(rq);
5354                 if (p)
5355                         return p;
5356                 /*
5357                  * Will never be NULL as the idle class always
5358                  * returns a non-NULL p:
5359                  */
5360                 class = class->next;
5361         }
5362 }
5363
5364 /*
5365  * schedule() is the main scheduler function.
5366  */
5367 asmlinkage void __sched schedule(void)
5368 {
5369         struct task_struct *prev, *next;
5370         unsigned long *switch_count;
5371         struct rq *rq;
5372         int cpu;
5373
5374 need_resched:
5375         preempt_disable();
5376         cpu = smp_processor_id();
5377         rq = cpu_rq(cpu);
5378         rcu_sched_qs(cpu);
5379         prev = rq->curr;
5380         switch_count = &prev->nivcsw;
5381
5382         release_kernel_lock(prev);
5383 need_resched_nonpreemptible:
5384
5385         schedule_debug(prev);
5386
5387         if (sched_feat(HRTICK))
5388                 hrtick_clear(rq);
5389
5390         spin_lock_irq(&rq->lock);
5391         update_rq_clock(rq);
5392         clear_tsk_need_resched(prev);
5393
5394         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
5395                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
5396                         prev->state = TASK_RUNNING;
5397                 else
5398                         deactivate_task(rq, prev, 1);
5399                 switch_count = &prev->nvcsw;
5400         }
5401
5402         pre_schedule(rq, prev);
5403
5404         if (unlikely(!rq->nr_running))
5405                 idle_balance(cpu, rq);
5406
5407         put_prev_task(rq, prev);
5408         next = pick_next_task(rq);
5409
5410         if (likely(prev != next)) {
5411                 sched_info_switch(prev, next);
5412                 perf_counter_task_sched_out(prev, next, cpu);
5413
5414                 rq->nr_switches++;
5415                 rq->curr = next;
5416                 ++*switch_count;
5417
5418                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
5419                 /*
5420                  * the context switch might have flipped the stack from under
5421                  * us, hence refresh the local variables.
5422                  */
5423                 cpu = smp_processor_id();
5424                 rq = cpu_rq(cpu);
5425         } else
5426                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
5427
5428         post_schedule(rq);
5429
5430         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
5431                 goto need_resched_nonpreemptible;
5432
5433         preempt_enable_no_resched();
5434         if (need_resched())
5435                 goto need_resched;
5436 }
5437 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5438
5439 #ifdef CONFIG_SMP
5440 /*
5441  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
5442  * access and not reliable.
5443  */
5444 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct thread_info *owner)
5445 {
5446         unsigned int cpu;
5447         struct rq *rq;
5448
5449         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
5450                 return 0;
5451
5452 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
5453         /*
5454          * Need to access the cpu field knowing that
5455          * DEBUG_PAGEALLOC could have unmapped it if
5456          * the mutex owner just released it and exited.
5457          */
5458         if (probe_kernel_address(&owner->cpu, cpu))
5459                 goto out;
5460 #else
5461         cpu = owner->cpu;
5462 #endif
5463
5464         /*
5465          * Even if the access succeeded (likely case),
5466          * the cpu field may no longer be valid.
5467          */
5468         if (cpu >= nr_cpumask_bits)
5469                 goto out;
5470
5471         /*
5472          * We need to validate that we can do a
5473          * get_cpu() and that we have the percpu area.
5474          */
5475         if (!cpu_online(cpu))
5476                 goto out;
5477
5478         rq = cpu_rq(cpu);
5479
5480         for (;;) {
5481                 /*
5482                  * Owner changed, break to re-assess state.
5483                  */
5484                 if (lock->owner != owner)
5485                         break;
5486
5487                 /*
5488                  * Is that owner really running on that cpu?
5489                  */
5490                 if (task_thread_info(rq->curr) != owner || need_resched())
5491                         return 0;
5492
5493                 cpu_relax();
5494         }
5495 out:
5496         return 1;
5497 }
5498 #endif
5499
5500 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5501 /*
5502  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5503  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
5504  * occur there and call schedule directly.
5505  */
5506 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
5507 {
5508         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5509
5510         /*
5511          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5512          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5513          */
5514         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
5515                 return;
5516
5517         do {
5518                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5519                 schedule();
5520                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5521
5522                 /*
5523                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5524                  * between schedule and now.
5525                  */
5526                 barrier();
5527         } while (need_resched());
5528 }
5529 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5530
5531 /*
5532  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
5533  * off of irq context.
5534  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5535  * protect us against recursive calling from irq.
5536  */
5537 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
5538 {
5539         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5540
5541         /* Catch callers which need to be fixed */
5542         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
5543
5544         do {
5545                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5546                 local_irq_enable();
5547                 schedule();
5548                 local_irq_disable();
5549                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5550
5551                 /*
5552                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5553                  * between schedule and now.
5554                  */
5555                 barrier();
5556         } while (need_resched());
5557 }
5558
5559 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
5560
5561 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
5562                           void *key)
5563 {
5564         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
5565 }
5566 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5567
5568 /*
5569  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
5570  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
5571  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
5572  *
5573  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
5574  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
5575  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
5576  */
5577 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5578                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
5579 {
5580         wait_queue_t *curr, *next;
5581
5582         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
5583                 unsigned flags = curr->flags;
5584
5585                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
5586                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
5587                         break;
5588         }
5589 }
5590
5591 /**
5592  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
5593  * @q: the waitqueue
5594  * @mode: which threads
5595  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5596  * @key: is directly passed to the wakeup function
5597  *
5598  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5599  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5600  */
5601 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5602                         int nr_exclusive, void *key)
5603 {
5604         unsigned long flags;
5605
5606         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5607         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
5608         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5609 }
5610 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
5611
5612 /*
5613  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
5614  */
5615 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
5616 {
5617         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
5618 }
5619
5620 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
5621 {
5622         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
5623 }
5624
5625 /**
5626  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
5627  * @q: the waitqueue
5628  * @mode: which threads
5629  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5630  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
5631  *
5632  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
5633  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
5634  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
5635  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
5636  *
5637  * On UP it can prevent extra preemption.
5638  *
5639  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5640  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5641  */
5642 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5643                         int nr_exclusive, void *key)
5644 {
5645         unsigned long flags;
5646         int wake_flags = WF_SYNC;
5647
5648         if (unlikely(!q))
5649                 return;
5650
5651         if (unlikely(!nr_exclusive))
5652                 wake_flags = 0;
5653
5654         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5655         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
5656         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5657 }
5658 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
5659
5660 /*
5661  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
5662  */
5663 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
5664 {
5665         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
5666 }
5667 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
5668
5669 /**
5670  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
5671  * @x:  holds the state of this particular completion
5672  *
5673  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
5674  * awakened in the same order in which they were queued.
5675  *
5676  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
5677  *
5678  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5679  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5680  */
5681 void complete(struct completion *x)
5682 {
5683         unsigned long flags;
5684
5685         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5686         x->done++;
5687         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
5688         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5689 }
5690 EXPORT_SYMBOL(complete);
5691
5692 /**
5693  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
5694  * @x:  holds the state of this particular completion
5695  *
5696  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
5697  *
5698  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5699  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5700  */
5701 void complete_all(struct completion *x)
5702 {
5703         unsigned long flags;
5704
5705         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5706         x->done += UINT_MAX/2;
5707         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
5708         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5709 }
5710 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
5711
5712 static inline long __sched
5713 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5714 {
5715         if (!x->done) {
5716                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
5717
5718                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
5719                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
5720                 do {
5721                         if (signal_pending_state(state, current)) {
5722                                 timeout = -ERESTARTSYS;
5723                                 break;
5724                         }
5725                         __set_current_state(state);
5726                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5727                         timeout = schedule_timeout(timeout);
5728                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5729                 } while (!x->done && timeout);
5730                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
5731                 if (!x->done)
5732                         return timeout;
5733         }
5734         x->done--;
5735         return timeout ?: 1;
5736 }
5737
5738 static long __sched
5739 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5740 {
5741         might_sleep();
5742
5743         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5744         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5745         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5746         return timeout;
5747 }
5748
5749 /**
5750  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5751  * @x:  holds the state of this particular completion
5752  *
5753  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5754  * interruptible and there is no timeout.
5755  *
5756  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5757  * and interrupt capability. Also see complete().
5758  */
5759 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5760 {
5761         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5762 }
5763 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5764
5765 /**
5766  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5767  * @x:  holds the state of this particular completion
5768  * @timeout:  timeout value in jiffies
5769  *
5770  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5771  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5772  * interruptible.
5773  */
5774 unsigned long __sched
5775 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5776 {
5777         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5778 }
5779 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5780
5781 /**
5782  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5783  * @x:  holds the state of this particular completion
5784  *
5785  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5786  * interruptible.
5787  */
5788 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5789 {
5790         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5791         if (t == -ERESTARTSYS)
5792                 return t;
5793         return 0;
5794 }
5795 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5796
5797 /**
5798  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5799  * @x:  holds the state of this particular completion
5800  * @timeout:  timeout value in jiffies
5801  *
5802  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5803  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5804  */
5805 unsigned long __sched
5806 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5807                                           unsigned long timeout)
5808 {
5809         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5810 }
5811 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5812
5813 /**
5814  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5815  * @x:  holds the state of this particular completion
5816  *
5817  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5818  * interrupted by a kill signal.
5819  */
5820 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5821 {
5822         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5823         if (t == -ERESTARTSYS)
5824                 return t;
5825         return 0;
5826 }
5827 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5828
5829 /**
5830  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5831  *      @x:     completion structure
5832  *
5833  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5834  *               1 if a decrement succeeded.
5835  *
5836  *      If a completion is being used as a counting completion,
5837  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5838  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5839  *      is protecting is not available.
5840  */
5841 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5842 {
5843         int ret = 1;
5844
5845         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5846         if (!x->done)
5847                 ret = 0;
5848         else
5849                 x->done--;
5850         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5851         return ret;
5852 }
5853 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5854
5855 /**
5856  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5857  *      @x:     completion structure
5858  *
5859  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5860  *               1 if there are no waiters.
5861  *
5862  */
5863 bool completion_done(struct completion *x)
5864 {
5865         int ret = 1;
5866
5867         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5868         if (!x->done)
5869                 ret = 0;
5870         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5871         return ret;
5872 }
5873 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5874
5875 static long __sched
5876 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5877 {
5878         unsigned long flags;
5879         wait_queue_t wait;
5880
5881         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5882
5883         __set_current_state(state);
5884
5885         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5886         __add_wait_queue(q, &wait);
5887         spin_unlock(&q->lock);
5888         timeout = schedule_timeout(timeout);
5889         spin_lock_irq(&q->lock);
5890         __remove_wait_queue(q, &wait);
5891         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5892
5893         return timeout;
5894 }
5895
5896 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5897 {
5898         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5899 }
5900 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
5901
5902 long __sched
5903 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5904 {
5905         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
5906 }
5907 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
5908
5909 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5910 {
5911         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5912 }
5913 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
5914
5915 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5916 {
5917         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
5918 }
5919 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
5920
5921 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5922
5923 /*
5924  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5925  * @p: task
5926  * @prio: prio value (kernel-internal form)
5927  *
5928  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
5929  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
5930  *
5931  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
5932  */
5933 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
5934 {
5935         unsigned long flags;
5936         int oldprio, on_rq, running;
5937         struct rq *rq;
5938         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
5939
5940         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
5941
5942         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5943         update_rq_clock(rq);
5944
5945         oldprio = p->prio;
5946         on_rq = p->se.on_rq;
5947         running = task_current(rq, p);
5948         if (on_rq)
5949                 dequeue_task(rq, p, 0);
5950         if (running)
5951                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5952
5953         if (rt_prio(prio))
5954                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5955         else
5956                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5957
5958         p->prio = prio;
5959
5960         if (running)
5961                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5962         if (on_rq) {
5963                 enqueue_task(rq, p, 0);
5964
5965                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
5966         }
5967         task_rq_unlock(rq, &flags);
5968 }
5969
5970 #endif
5971
5972 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
5973 {
5974         int old_prio, delta, on_rq;
5975         unsigned long flags;
5976         struct rq *rq;
5977
5978         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
5979                 return;
5980         /*
5981          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
5982          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
5983          */
5984         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5985         update_rq_clock(rq);
5986         /*
5987          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
5988          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
5989          * it wont have any effect on scheduling until the task is
5990          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
5991          */
5992         if (task_has_rt_policy(p)) {
5993                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5994                 goto out_unlock;
5995         }
5996         on_rq = p->se.on_rq;
5997         if (on_rq)
5998                 dequeue_task(rq, p, 0);
5999
6000         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6001         set_load_weight(p);
6002         old_prio = p->prio;
6003         p->prio = effective_prio(p);
6004         delta = p->prio - old_prio;
6005
6006         if (on_rq) {
6007                 enqueue_task(rq, p, 0);
6008                 /*
6009                  * If the task increased its priority or is running and
6010                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
6011                  */
6012                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
6013                         resched_task(rq->curr);
6014         }
6015 out_unlock:
6016         task_rq_unlock(rq, &flags);
6017 }
6018 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
6019
6020 /*
6021  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
6022  * @p: task
6023  * @nice: nice value
6024  */
6025 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
6026 {
6027         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
6028         int nice_rlim = 20 - nice;
6029
6030         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
6031                 capable(CAP_SYS_NICE));
6032 }
6033
6034 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
6035
6036 /*
6037  * sys_nice - change the priority of the current process.
6038  * @increment: priority increment
6039  *
6040  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
6041  * does similar things.
6042  */
6043 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
6044 {
6045         long nice, retval;
6046
6047         /*
6048          * Setpriority might change our priority at the same moment.
6049          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
6050          * and we have a single winner.
6051          */
6052         if (increment < -40)
6053                 increment = -40;
6054         if (increment > 40)
6055                 increment = 40;
6056
6057         nice = TASK_NICE(current) + increment;
6058         if (nice < -20)
6059                 nice = -20;
6060         if (nice > 19)
6061                 nice = 19;
6062
6063         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
6064                 return -EPERM;
6065
6066         retval = security_task_setnice(current, nice);
6067         if (retval)
6068                 return retval;
6069
6070         set_user_nice(current, nice);
6071         return 0;
6072 }
6073
6074 #endif
6075
6076 /**
6077  * task_prio - return the priority value of a given task.
6078  * @p: the task in question.
6079  *
6080  * This is the priority value as seen by users in /proc.
6081  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
6082  * around 0, value goes from -16 to +15.
6083  */
6084 int task_prio(const struct task_struct *p)
6085 {
6086         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6087 }
6088
6089 /**
6090  * task_nice - return the nice value of a given task.
6091  * @p: the task in question.
6092  */
6093 int task_nice(const struct task_struct *p)
6094 {
6095         return TASK_NICE(p);
6096 }
6097 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
6098
6099 /**
6100  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
6101  * @cpu: the processor in question.
6102  */
6103 int idle_cpu(int cpu)
6104 {
6105         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
6106 }
6107
6108 /**
6109  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
6110  * @cpu: the processor in question.
6111  */
6112 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6113 {
6114         return cpu_rq(cpu)->idle;
6115 }
6116
6117 /**
6118  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
6119  * @pid: the pid in question.
6120  */
6121 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
6122 {
6123         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6124 }
6125
6126 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
6127 static void
6128 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
6129 {
6130         BUG_ON(p->se.on_rq);
6131
6132         p->policy = policy;
6133         switch (p->policy) {
6134         case SCHED_NORMAL:
6135         case SCHED_BATCH:
6136         case SCHED_IDLE:
6137                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6138                 break;
6139         case SCHED_FIFO:
6140         case SCHED_RR:
6141                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6142                 break;
6143         }
6144
6145         p->rt_priority = prio;
6146         p->normal_prio = normal_prio(p);
6147         /* we are holding p->pi_lock already */
6148         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
6149         set_load_weight(p);
6150 }
6151
6152 /*
6153  * check the target process has a UID that matches the current process's
6154  */
6155 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
6156 {
6157         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
6158         bool match;
6159
6160         rcu_read_lock();
6161         pcred = __task_cred(p);
6162         match = (cred->euid == pcred->euid ||
6163                  cred->euid == pcred->uid);
6164         rcu_read_unlock();
6165         return match;
6166 }
6167
6168 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6169                                 struct sched_param *param, bool user)
6170 {
6171         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
6172         unsigned long flags;
6173         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6174         struct rq *rq;
6175         int reset_on_fork;
6176
6177         /* may grab non-irq protected spin_locks */
6178         BUG_ON(in_interrupt());
6179 recheck:
6180         /* double check policy once rq lock held */
6181         if (policy < 0) {
6182                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
6183                 policy = oldpolicy = p->policy;
6184         } else {
6185                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
6186                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
6187
6188                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
6189                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
6190                                 policy != SCHED_IDLE)
6191                         return -EINVAL;
6192         }
6193
6194         /*
6195          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
6196          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
6197          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
6198          */
6199         if (param->sched_priority < 0 ||
6200             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
6201             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
6202                 return -EINVAL;
6203         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
6204                 return -EINVAL;
6205
6206         /*
6207          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
6208          */
6209         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
6210                 if (rt_policy(policy)) {
6211                         unsigned long rlim_rtprio;
6212
6213                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
6214                                 return -ESRCH;
6215                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
6216                         unlock_task_sighand(p, &flags);
6217
6218                         /* can't set/change the rt policy */
6219                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
6220                                 return -EPERM;
6221
6222                         /* can't increase priority */
6223                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
6224                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
6225                                 return -EPERM;
6226                 }
6227                 /*
6228                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
6229                  * move out of SCHED_IDLE either:
6230                  */
6231                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
6232                         return -EPERM;
6233
6234                 /* can't change other user's priorities */
6235                 if (!check_same_owner(p))
6236                         return -EPERM;
6237
6238                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
6239                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
6240                         return -EPERM;
6241         }
6242
6243         if (user) {
6244 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6245                 /*
6246                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
6247                  * assigned.
6248                  */
6249                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
6250                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6251                         return -EPERM;
6252 #endif
6253
6254                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
6255                 if (retval)
6256                         return retval;
6257         }
6258
6259         /*
6260          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
6261          * changing the priority of the task:
6262          */
6263         spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6264         /*
6265          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
6266          * runqueue lock must be held.
6267          */
6268         rq = __task_rq_lock(p);
6269         /* recheck policy now with rq lock held */
6270         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
6271                 policy = oldpolicy = -1;
6272                 __task_rq_unlock(rq);
6273                 spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6274                 goto recheck;
6275         }
6276         update_rq_clock(rq);
6277         on_rq = p->se.on_rq;
6278         running = task_current(rq, p);
6279         if (on_rq)
6280                 deactivate_task(rq, p, 0);
6281         if (running)
6282                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6283
6284         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
6285
6286         oldprio = p->prio;
6287         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
6288
6289         if (running)
6290                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6291         if (on_rq) {
6292                 activate_task(rq, p, 0);
6293
6294                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6295         }
6296         __task_rq_unlock(rq);
6297         spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6298
6299         rt_mutex_adjust_pi(p);
6300
6301         return 0;
6302 }
6303
6304 /**
6305  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
6306  * @p: the task in question.
6307  * @policy: new policy.
6308  * @param: structure containing the new RT priority.
6309  *
6310  * NOTE that the task may be already dead.
6311  */
6312 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6313                        struct sched_param *param)
6314 {
6315         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
6316 }
6317 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
6318
6319 /**
6320  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
6321  * @p: the task in question.
6322  * @policy: new policy.
6323  * @param: structure containing the new RT priority.
6324  *
6325  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
6326  * current context has permission.  For example, this is needed in
6327  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
6328  * but our caller might not have that capability.
6329  */
6330 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
6331                                struct sched_param *param)
6332 {
6333         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
6334 }
6335
6336 static int
6337 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
6338 {
6339         struct sched_param lparam;
6340         struct task_struct *p;
6341         int retval;
6342
6343         if (!param || pid < 0)
6344                 return -EINVAL;
6345         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
6346                 return -EFAULT;
6347
6348         rcu_read_lock();
6349         retval = -ESRCH;
6350         p = find_process_by_pid(pid);
6351         if (p != NULL)
6352                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
6353         rcu_read_unlock();
6354
6355         return retval;
6356 }
6357
6358 /**
6359  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
6360  * @pid: the pid in question.
6361  * @policy: new policy.
6362  * @param: structure containing the new RT priority.
6363  */
6364 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
6365                 struct sched_param __user *, param)
6366 {
6367         /* negative values for policy are not valid */
6368         if (policy < 0)
6369                 return -EINVAL;
6370
6371         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
6372 }
6373
6374 /**
6375  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
6376  * @pid: the pid in question.
6377  * @param: structure containing the new RT priority.
6378  */
6379 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6380 {
6381         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
6382 }
6383
6384 /**
6385  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6386  * @pid: the pid in question.
6387  */
6388 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6389 {
6390         struct task_struct *p;
6391         int retval;
6392
6393         if (pid < 0)
6394                 return -EINVAL;
6395
6396         retval = -ESRCH;
6397         read_lock(&tasklist_lock);
6398         p = find_process_by_pid(pid);
6399         if (p) {
6400                 retval = security_task_getscheduler(p);
6401                 if (!retval)
6402                         retval = p->policy
6403                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
6404         }
6405         read_unlock(&tasklist_lock);
6406         return retval;
6407 }
6408
6409 /**
6410  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
6411  * @pid: the pid in question.
6412  * @param: structure containing the RT priority.
6413  */
6414 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6415 {
6416         struct sched_param lp;
6417         struct task_struct *p;
6418         int retval;
6419
6420         if (!param || pid < 0)
6421                 return -EINVAL;
6422
6423         read_lock(&tasklist_lock);
6424         p = find_process_by_pid(pid);
6425         retval = -ESRCH;
6426         if (!p)
6427                 goto out_unlock;
6428
6429         retval = security_task_getscheduler(p);
6430         if (retval)
6431                 goto out_unlock;
6432
6433         lp.sched_priority = p->rt_priority;
6434         read_unlock(&tasklist_lock);
6435
6436         /*
6437          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6438          */
6439         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6440
6441         return retval;
6442
6443 out_unlock:
6444         read_unlock(&tasklist_lock);
6445         return retval;
6446 }
6447
6448 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6449 {
6450         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6451         struct task_struct *p;
6452         int retval;
6453
6454         get_online_cpus();
6455         read_lock(&tasklist_lock);
6456
6457         p = find_process_by_pid(pid);
6458         if (!p) {
6459                 read_unlock(&tasklist_lock);
6460                 put_online_cpus();
6461                 return -ESRCH;
6462         }
6463
6464         /*
6465          * It is not safe to call set_cpus_allowed with the
6466          * tasklist_lock held. We will bump the task_struct's
6467          * usage count and then drop tasklist_lock.
6468          */
6469         get_task_struct(p);
6470         read_unlock(&tasklist_lock);
6471
6472         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6473                 retval = -ENOMEM;
6474                 goto out_put_task;
6475         }
6476         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6477                 retval = -ENOMEM;
6478                 goto out_free_cpus_allowed;
6479         }
6480         retval = -EPERM;
6481         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
6482                 goto out_unlock;
6483
6484         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
6485         if (retval)
6486                 goto out_unlock;
6487
6488         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6489         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6490  again:
6491         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
6492
6493         if (!retval) {
6494                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6495                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6496                         /*
6497                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6498                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6499                          * cpuset's cpus_allowed
6500                          */
6501                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6502                         goto again;
6503                 }
6504         }
6505 out_unlock:
6506         free_cpumask_var(new_mask);
6507 out_free_cpus_allowed:
6508         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6509 out_put_task:
6510         put_task_struct(p);
6511         put_online_cpus();
6512         return retval;
6513 }
6514
6515 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6516                              struct cpumask *new_mask)
6517 {
6518         if (len < cpumask_size())
6519                 cpumask_clear(new_mask);
6520         else if (len > cpumask_size())
6521                 len = cpumask_size();
6522
6523         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6524 }
6525
6526 /**
6527  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
6528  * @pid: pid of the process
6529  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6530  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
6531  */
6532 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6533                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6534 {
6535         cpumask_var_t new_mask;
6536         int retval;
6537
6538         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6539                 return -ENOMEM;
6540
6541         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6542         if (retval == 0)
6543                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6544         free_cpumask_var(new_mask);
6545         return retval;
6546 }
6547
6548 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6549 {
6550         struct task_struct *p;
6551         int retval;
6552
6553         get_online_cpus();
6554         read_lock(&tasklist_lock);
6555
6556         retval = -ESRCH;
6557         p = find_process_by_pid(pid);
6558         if (!p)
6559                 goto out_unlock;
6560
6561         retval = security_task_getscheduler(p);
6562         if (retval)
6563                 goto out_unlock;
6564
6565         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6566
6567 out_unlock:
6568         read_unlock(&tasklist_lock);
6569         put_online_cpus();
6570
6571         return retval;
6572 }
6573
6574 /**
6575  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
6576  * @pid: pid of the process
6577  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6578  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
6579  */
6580 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6581                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6582 {
6583         int ret;
6584         cpumask_var_t mask;
6585
6586         if (len < cpumask_size())
6587                 return -EINVAL;
6588
6589         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6590                 return -ENOMEM;
6591
6592         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6593         if (ret == 0) {
6594                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, cpumask_size()))
6595                         ret = -EFAULT;
6596                 else
6597                         ret = cpumask_size();
6598         }
6599         free_cpumask_var(mask);
6600
6601         return ret;
6602 }
6603
6604 /**
6605  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6606  *
6607  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6608  * other threads running on this CPU then this function will return.
6609  */
6610 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6611 {
6612         struct rq *rq = this_rq_lock();
6613
6614         schedstat_inc(rq, yld_count);
6615         current->sched_class->yield_task(rq);
6616
6617         /*
6618          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6619          * no need to preempt or enable interrupts:
6620          */
6621         __release(rq->lock);
6622         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
6623         _raw_spin_unlock(&rq->lock);
6624         preempt_enable_no_resched();
6625
6626         schedule();
6627
6628         return 0;
6629 }
6630
6631 static inline int should_resched(void)
6632 {
6633         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
6634 }
6635
6636 static void __cond_resched(void)
6637 {
6638         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6639         schedule();
6640         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6641 }
6642
6643 int __sched _cond_resched(void)
6644 {
6645         if (should_resched()) {
6646                 __cond_resched();
6647                 return 1;
6648         }
6649         return 0;
6650 }
6651 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6652
6653 /*
6654  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6655  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6656  *
6657  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
6658  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6659  * spin_unlock(), once by hand).
6660  */
6661 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6662 {
6663         int resched = should_resched();
6664         int ret = 0;
6665
6666         lockdep_assert_held(lock);
6667
6668         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6669                 spin_unlock(lock);
6670                 if (resched)
6671                         __cond_resched();
6672                 else
6673                         cpu_relax();
6674                 ret = 1;
6675                 spin_lock(lock);
6676         }
6677         return ret;
6678 }
6679 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
6680
6681 int __sched __cond_resched_softirq(void)
6682 {
6683         BUG_ON(!in_softirq());
6684
6685         if (should_resched()) {
6686                 local_bh_enable();
6687                 __cond_resched();
6688                 local_bh_disable();
6689                 return 1;
6690         }
6691         return 0;
6692 }
6693 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
6694
6695 /**
6696  * yield - yield the current processor to other threads.
6697  *
6698  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6699  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6700  */
6701 void __sched yield(void)
6702 {
6703         set_current_state(TASK_RUNNING);
6704         sys_sched_yield();
6705 }
6706 EXPORT_SYMBOL(yield);
6707
6708 /*
6709  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6710  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6711  *
6712  * But don't do that if it is a deliberate, throttling IO wait (this task
6713  * has set its backing_dev_info: the queue against which it should throttle)
6714  */
6715 void __sched io_schedule(void)
6716 {
6717         struct rq *rq = raw_rq();
6718
6719         delayacct_blkio_start();
6720         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6721         current->in_iowait = 1;
6722         schedule();
6723         current->in_iowait = 0;
6724         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6725         delayacct_blkio_end();
6726 }
6727 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6728
6729 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6730 {
6731         struct rq *rq = raw_rq();
6732         long ret;
6733
6734         delayacct_blkio_start();
6735         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6736         current->in_iowait = 1;
6737         ret = schedule_timeout(timeout);
6738         current->in_iowait = 0;
6739         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6740         delayacct_blkio_end();
6741         return ret;
6742 }
6743
6744 /**
6745  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6746  * @policy: scheduling class.
6747  *
6748  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6749  * by a given scheduling class.
6750  */
6751 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6752 {
6753         int ret = -EINVAL;
6754
6755         switch (policy) {
6756         case SCHED_FIFO:
6757         case SCHED_RR:
6758                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6759                 break;
6760         case SCHED_NORMAL:
6761         case SCHED_BATCH:
6762         case SCHED_IDLE:
6763                 ret = 0;
6764                 break;
6765         }
6766         return ret;
6767 }
6768
6769 /**
6770  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6771  * @policy: scheduling class.
6772  *
6773  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6774  * by a given scheduling class.
6775  */
6776 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6777 {
6778         int ret = -EINVAL;
6779
6780         switch (policy) {
6781         case SCHED_FIFO:
6782         case SCHED_RR:
6783                 ret = 1;
6784                 break;
6785         case SCHED_NORMAL:
6786         case SCHED_BATCH:
6787         case SCHED_IDLE:
6788                 ret = 0;
6789         }
6790         return ret;
6791 }
6792
6793 /**
6794  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6795  * @pid: pid of the process.
6796  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6797  *
6798  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6799  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6800  */
6801 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6802                 struct timespec __user *, interval)
6803 {
6804         struct task_struct *p;
6805         unsigned int time_slice;
6806         int retval;
6807         struct timespec t;
6808
6809         if (pid < 0)
6810                 return -EINVAL;
6811
6812         retval = -ESRCH;
6813         read_lock(&tasklist_lock);
6814         p = find_process_by_pid(pid);
6815         if (!p)
6816                 goto out_unlock;
6817
6818         retval = security_task_getscheduler(p);
6819         if (retval)
6820                 goto out_unlock;
6821
6822         /*
6823          * Time slice is 0 for SCHED_FIFO tasks and for SCHED_OTHER
6824          * tasks that are on an otherwise idle runqueue:
6825          */
6826         time_slice = 0;
6827         if (p->policy == SCHED_RR) {
6828                 time_slice = DEF_TIMESLICE;
6829         } else if (p->policy != SCHED_FIFO) {
6830                 struct sched_entity *se = &p->se;
6831                 unsigned long flags;
6832                 struct rq *rq;
6833
6834                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
6835                 if (rq->cfs.load.weight)
6836                         time_slice = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
6837                 task_rq_unlock(rq, &flags);
6838         }
6839         read_unlock(&tasklist_lock);
6840         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
6841         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
6842         return retval;
6843
6844 out_unlock:
6845         read_unlock(&tasklist_lock);
6846         return retval;
6847 }
6848
6849 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
6850
6851 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6852 {
6853         unsigned long free = 0;
6854         unsigned state;
6855
6856         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6857         printk(KERN_INFO "%-13.13s %c", p->comm,
6858                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6859 #if BITS_PER_LONG == 32
6860         if (state == TASK_RUNNING)
6861                 printk(KERN_CONT " running  ");
6862         else
6863                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6864 #else
6865         if (state == TASK_RUNNING)
6866                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6867         else
6868                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
6869 #endif
6870 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6871         free = stack_not_used(p);
6872 #endif
6873         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6874                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent),
6875                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6876
6877         show_stack(p, NULL);
6878 }
6879
6880 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6881 {
6882         struct task_struct *g, *p;
6883
6884 #if BITS_PER_LONG == 32
6885         printk(KERN_INFO
6886                 "  task                PC stack   pid father\n");
6887 #else
6888         printk(KERN_INFO
6889                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6890 #endif
6891         read_lock(&tasklist_lock);
6892         do_each_thread(g, p) {
6893                 /*
6894                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6895                  * console might take alot of time:
6896                  */
6897                 touch_nmi_watchdog();
6898                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
6899                         sched_show_task(p);
6900         } while_each_thread(g, p);
6901
6902         touch_all_softlockup_watchdogs();
6903
6904 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6905         sysrq_sched_debug_show();
6906 #endif
6907         read_unlock(&tasklist_lock);
6908         /*
6909          * Only show locks if all tasks are dumped:
6910          */
6911         if (state_filter == -1)
6912                 debug_show_all_locks();
6913 }
6914
6915 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
6916 {
6917         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6918 }
6919
6920 /**