sched: Fix kernel-doc function parameter name
[linux-2.6.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <linux/smp_lock.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/perf_event.h>
43 #include <linux/security.h>
44 #include <linux/notifier.h>
45 #include <linux/profile.h>
46 #include <linux/freezer.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/blkdev.h>
49 #include <linux/delay.h>
50 #include <linux/pid_namespace.h>
51 #include <linux/smp.h>
52 #include <linux/threads.h>
53 #include <linux/timer.h>
54 #include <linux/rcupdate.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/cpuset.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/kthread.h>
59 #include <linux/proc_fs.h>
60 #include <linux/seq_file.h>
61 #include <linux/sysctl.h>
62 #include <linux/syscalls.h>
63 #include <linux/times.h>
64 #include <linux/tsacct_kern.h>
65 #include <linux/kprobes.h>
66 #include <linux/delayacct.h>
67 #include <linux/unistd.h>
68 #include <linux/pagemap.h>
69 #include <linux/hrtimer.h>
70 #include <linux/tick.h>
71 #include <linux/debugfs.h>
72 #include <linux/ctype.h>
73 #include <linux/ftrace.h>
74
75 #include <asm/tlb.h>
76 #include <asm/irq_regs.h>
77
78 #include "sched_cpupri.h"
79
80 #define CREATE_TRACE_POINTS
81 #include <trace/events/sched.h>
82
83 /*
84  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
85  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
86  * and back.
87  */
88 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
89 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
90 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
91
92 /*
93  * 'User priority' is the nice value converted to something we
94  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
95  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
96  */
97 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
98 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
99 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
100
101 /*
102  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
103  */
104 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
105
106 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
107 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
108
109 /*
110  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
111  *
112  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
113  * Timeslices get refilled after they expire.
114  */
115 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
116
117 /*
118  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
119  */
120 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
121
122 static inline int rt_policy(int policy)
123 {
124         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
125                 return 1;
126         return 0;
127 }
128
129 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
130 {
131         return rt_policy(p->policy);
132 }
133
134 /*
135  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
136  */
137 struct rt_prio_array {
138         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
139         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
140 };
141
142 struct rt_bandwidth {
143         /* nests inside the rq lock: */
144         spinlock_t              rt_runtime_lock;
145         ktime_t                 rt_period;
146         u64                     rt_runtime;
147         struct hrtimer          rt_period_timer;
148 };
149
150 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
151
152 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
153
154 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
155 {
156         struct rt_bandwidth *rt_b =
157                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
158         ktime_t now;
159         int overrun;
160         int idle = 0;
161
162         for (;;) {
163                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
164                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
165
166                 if (!overrun)
167                         break;
168
169                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
170         }
171
172         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
173 }
174
175 static
176 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
177 {
178         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
179         rt_b->rt_runtime = runtime;
180
181         spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
182
183         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
184                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
185         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
186 }
187
188 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
189 {
190         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
191 }
192
193 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
194 {
195         ktime_t now;
196
197         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
198                 return;
199
200         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
201                 return;
202
203         spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
204         for (;;) {
205                 unsigned long delta;
206                 ktime_t soft, hard;
207
208                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
209                         break;
210
211                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
212                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
213
214                 soft = hrtimer_get_softexpires(&rt_b->rt_period_timer);
215                 hard = hrtimer_get_expires(&rt_b->rt_period_timer);
216                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
217                 __hrtimer_start_range_ns(&rt_b->rt_period_timer, soft, delta,
218                                 HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
219         }
220         spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
221 }
222
223 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
224 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
225 {
226         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
227 }
228 #endif
229
230 /*
231  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
232  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
233  */
234 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
235
236 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
237
238 #include <linux/cgroup.h>
239
240 struct cfs_rq;
241
242 static LIST_HEAD(task_groups);
243
244 /* task group related information */
245 struct task_group {
246 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
247         struct cgroup_subsys_state css;
248 #endif
249
250 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
251         uid_t uid;
252 #endif
253
254 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
255         /* schedulable entities of this group on each cpu */
256         struct sched_entity **se;
257         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
258         struct cfs_rq **cfs_rq;
259         unsigned long shares;
260 #endif
261
262 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
263         struct sched_rt_entity **rt_se;
264         struct rt_rq **rt_rq;
265
266         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
267 #endif
268
269         struct rcu_head rcu;
270         struct list_head list;
271
272         struct task_group *parent;
273         struct list_head siblings;
274         struct list_head children;
275 };
276
277 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
278
279 /* Helper function to pass uid information to create_sched_user() */
280 void set_tg_uid(struct user_struct *user)
281 {
282         user->tg->uid = user->uid;
283 }
284
285 /*
286  * Root task group.
287  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
288  *      be a child to this group.
289  */
290 struct task_group root_task_group;
291
292 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
293 /* Default task group's sched entity on each cpu */
294 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
295 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
296 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct cfs_rq, init_tg_cfs_rq);
297 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
298
299 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
300 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
301 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rt_rq, init_rt_rq);
302 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
303 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
304 #define root_task_group init_task_group
305 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
306
307 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
308  * a task group's cpu shares.
309  */
310 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
311
312 #ifdef CONFIG_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  * @cpu: the processor in question.
680  *
681  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
682  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
683  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
684  */
685 int runqueue_is_locked(int cpu)
686 {
687         return spin_is_locked(&cpu_rq(cpu)->lock);
688 }
689
690 /*
691  * Debugging: various feature bits
692  */
693
694 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
695         __SCHED_FEAT_##name ,
696
697 enum {
698 #include "sched_features.h"
699 };
700
701 #undef SCHED_FEAT
702
703 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
704         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
705
706 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
707 #include "sched_features.h"
708         0;
709
710 #undef SCHED_FEAT
711
712 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
713 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
714         #name ,
715
716 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
717 #include "sched_features.h"
718         NULL
719 };
720
721 #undef SCHED_FEAT
722
723 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
724 {
725         int i;
726
727         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
728                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
729                         seq_puts(m, "NO_");
730                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
731         }
732         seq_puts(m, "\n");
733
734         return 0;
735 }
736
737 static ssize_t
738 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
739                 size_t cnt, loff_t *ppos)
740 {
741         char buf[64];
742         char *cmp = buf;
743         int neg = 0;
744         int i;
745
746         if (cnt > 63)
747                 cnt = 63;
748
749         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
750                 return -EFAULT;
751
752         buf[cnt] = 0;
753
754         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
755                 neg = 1;
756                 cmp += 3;
757         }
758
759         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
760                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
761
762                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
763                         if (neg)
764                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
765                         else
766                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
767                         break;
768                 }
769         }
770
771         if (!sched_feat_names[i])
772                 return -EINVAL;
773
774         filp->f_pos += cnt;
775
776         return cnt;
777 }
778
779 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
780 {
781         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
782 }
783
784 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
785         .open           = sched_feat_open,
786         .write          = sched_feat_write,
787         .read           = seq_read,
788         .llseek         = seq_lseek,
789         .release        = single_release,
790 };
791
792 static __init int sched_init_debug(void)
793 {
794         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
795                         &sched_feat_fops);
796
797         return 0;
798 }
799 late_initcall(sched_init_debug);
800
801 #endif
802
803 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
804
805 /*
806  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
807  * Limited because this is done with IRQs disabled.
808  */
809 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
810
811 /*
812  * ratelimit for updating the group shares.
813  * default: 0.25ms
814  */
815 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
816
817 /*
818  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
819  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
820  * default: 4
821  */
822 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
823
824 /*
825  * period over which we average the RT time consumption, measured
826  * in ms.
827  *
828  * default: 1s
829  */
830 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
831
832 /*
833  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
834  * default: 1s
835  */
836 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
837
838 static __read_mostly int scheduler_running;
839
840 /*
841  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
842  * default: 0.95s
843  */
844 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
845
846 static inline u64 global_rt_period(void)
847 {
848         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
849 }
850
851 static inline u64 global_rt_runtime(void)
852 {
853         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
854                 return RUNTIME_INF;
855
856         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
857 }
858
859 #ifndef prepare_arch_switch
860 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
861 #endif
862 #ifndef finish_arch_switch
863 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
864 #endif
865
866 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
867 {
868         return rq->curr == p;
869 }
870
871 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
872 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
873 {
874         return task_current(rq, p);
875 }
876
877 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
878 {
879 }
880
881 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
882 {
883 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
884         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
885         rq->lock.owner = current;
886 #endif
887         /*
888          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
889          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
890          * prev into current:
891          */
892         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
893
894         spin_unlock_irq(&rq->lock);
895 }
896
897 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
898 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
899 {
900 #ifdef CONFIG_SMP
901         return p->oncpu;
902 #else
903         return task_current(rq, p);
904 #endif
905 }
906
907 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
908 {
909 #ifdef CONFIG_SMP
910         /*
911          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
912          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
913          * here.
914          */
915         next->oncpu = 1;
916 #endif
917 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
918         spin_unlock_irq(&rq->lock);
919 #else
920         spin_unlock(&rq->lock);
921 #endif
922 }
923
924 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
925 {
926 #ifdef CONFIG_SMP
927         /*
928          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
929          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
930          * finished.
931          */
932         smp_wmb();
933         prev->oncpu = 0;
934 #endif
935 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
936         local_irq_enable();
937 #endif
938 }
939 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
940
941 /*
942  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
943  * Must be called interrupts disabled.
944  */
945 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
946         __acquires(rq->lock)
947 {
948         for (;;) {
949                 struct rq *rq = task_rq(p);
950                 spin_lock(&rq->lock);
951                 if (likely(rq == task_rq(p)))
952                         return rq;
953                 spin_unlock(&rq->lock);
954         }
955 }
956
957 /*
958  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
959  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
960  * explicitly disabling preemption.
961  */
962 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
963         __acquires(rq->lock)
964 {
965         struct rq *rq;
966
967         for (;;) {
968                 local_irq_save(*flags);
969                 rq = task_rq(p);
970                 spin_lock(&rq->lock);
971                 if (likely(rq == task_rq(p)))
972                         return rq;
973                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
974         }
975 }
976
977 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
978 {
979         struct rq *rq = task_rq(p);
980
981         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
982         spin_unlock_wait(&rq->lock);
983 }
984
985 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
986         __releases(rq->lock)
987 {
988         spin_unlock(&rq->lock);
989 }
990
991 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
992         __releases(rq->lock)
993 {
994         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
995 }
996
997 /*
998  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
999  */
1000 static struct rq *this_rq_lock(void)
1001         __acquires(rq->lock)
1002 {
1003         struct rq *rq;
1004
1005         local_irq_disable();
1006         rq = this_rq();
1007         spin_lock(&rq->lock);
1008
1009         return rq;
1010 }
1011
1012 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1013 /*
1014  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1015  *
1016  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1017  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1018  * reschedule event.
1019  *
1020  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1021  * rq->lock.
1022  */
1023
1024 /*
1025  * Use hrtick when:
1026  *  - enabled by features
1027  *  - hrtimer is actually high res
1028  */
1029 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1030 {
1031         if (!sched_feat(HRTICK))
1032                 return 0;
1033         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1034                 return 0;
1035         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1036 }
1037
1038 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1039 {
1040         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1041                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1042 }
1043
1044 /*
1045  * High-resolution timer tick.
1046  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1047  */
1048 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1049 {
1050         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1051
1052         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1053
1054         spin_lock(&rq->lock);
1055         update_rq_clock(rq);
1056         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1057         spin_unlock(&rq->lock);
1058
1059         return HRTIMER_NORESTART;
1060 }
1061
1062 #ifdef CONFIG_SMP
1063 /*
1064  * called from hardirq (IPI) context
1065  */
1066 static void __hrtick_start(void *arg)
1067 {
1068         struct rq *rq = arg;
1069
1070         spin_lock(&rq->lock);
1071         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1072         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1073         spin_unlock(&rq->lock);
1074 }
1075
1076 /*
1077  * Called to set the hrtick timer state.
1078  *
1079  * called with rq->lock held and irqs disabled
1080  */
1081 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1082 {
1083         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1084         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1085
1086         hrtimer_set_expires(timer, time);
1087
1088         if (rq == this_rq()) {
1089                 hrtimer_restart(timer);
1090         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1091                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1092                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1093         }
1094 }
1095
1096 static int
1097 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1098 {
1099         int cpu = (int)(long)hcpu;
1100
1101         switch (action) {
1102         case CPU_UP_CANCELED:
1103         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1104         case CPU_DOWN_PREPARE:
1105         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1106         case CPU_DEAD:
1107         case CPU_DEAD_FROZEN:
1108                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1109                 return NOTIFY_OK;
1110         }
1111
1112         return NOTIFY_DONE;
1113 }
1114
1115 static __init void init_hrtick(void)
1116 {
1117         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1118 }
1119 #else
1120 /*
1121  * Called to set the hrtick timer state.
1122  *
1123  * called with rq->lock held and irqs disabled
1124  */
1125 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1126 {
1127         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1128                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
1129 }
1130
1131 static inline void init_hrtick(void)
1132 {
1133 }
1134 #endif /* CONFIG_SMP */
1135
1136 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1137 {
1138 #ifdef CONFIG_SMP
1139         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1140
1141         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1142         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1143         rq->hrtick_csd.info = rq;
1144 #endif
1145
1146         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1147         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1148 }
1149 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1150 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1151 {
1152 }
1153
1154 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1155 {
1156 }
1157
1158 static inline void init_hrtick(void)
1159 {
1160 }
1161 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1162
1163 /*
1164  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1165  *
1166  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1167  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1168  * the target CPU.
1169  */
1170 #ifdef CONFIG_SMP
1171
1172 #ifndef tsk_is_polling
1173 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1174 #endif
1175
1176 static void resched_task(struct task_struct *p)
1177 {
1178         int cpu;
1179
1180         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1181
1182         if (test_tsk_need_resched(p))
1183                 return;
1184
1185         set_tsk_need_resched(p);
1186
1187         cpu = task_cpu(p);
1188         if (cpu == smp_processor_id())
1189                 return;
1190
1191         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1192         smp_mb();
1193         if (!tsk_is_polling(p))
1194                 smp_send_reschedule(cpu);
1195 }
1196
1197 static void resched_cpu(int cpu)
1198 {
1199         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1200         unsigned long flags;
1201
1202         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1203                 return;
1204         resched_task(cpu_curr(cpu));
1205         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1206 }
1207
1208 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1209 /*
1210  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1211  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1212  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1213  * idle system the next event might even be infinite time into the
1214  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1215  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1216  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1217  * wheel for the next timer event.
1218  */
1219 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1220 {
1221         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1222
1223         if (cpu == smp_processor_id())
1224                 return;
1225
1226         /*
1227          * This is safe, as this function is called with the timer
1228          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1229          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1230          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1231          * timer into account automatically.
1232          */
1233         if (rq->curr != rq->idle)
1234                 return;
1235
1236         /*
1237          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1238          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1239          * idle task through an additional NOOP schedule()
1240          */
1241         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1242
1243         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1244         smp_mb();
1245         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1246                 smp_send_reschedule(cpu);
1247 }
1248 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1249
1250 static u64 sched_avg_period(void)
1251 {
1252         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1253 }
1254
1255 static void sched_avg_update(struct rq *rq)
1256 {
1257         s64 period = sched_avg_period();
1258
1259         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
1260                 rq->age_stamp += period;
1261                 rq->rt_avg /= 2;
1262         }
1263 }
1264
1265 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1266 {
1267         rq->rt_avg += rt_delta;
1268         sched_avg_update(rq);
1269 }
1270
1271 #else /* !CONFIG_SMP */
1272 static void resched_task(struct task_struct *p)
1273 {
1274         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1275         set_tsk_need_resched(p);
1276 }
1277
1278 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1279 {
1280 }
1281 #endif /* CONFIG_SMP */
1282
1283 #if BITS_PER_LONG == 32
1284 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1285 #else
1286 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1287 #endif
1288
1289 #define WMULT_SHIFT     32
1290
1291 /*
1292  * Shift right and round:
1293  */
1294 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1295
1296 /*
1297  * delta *= weight / lw
1298  */
1299 static unsigned long
1300 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1301                 struct load_weight *lw)
1302 {
1303         u64 tmp;
1304
1305         if (!lw->inv_weight) {
1306                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1307                         lw->inv_weight = 1;
1308                 else
1309                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1310                                 / (lw->weight+1);
1311         }
1312
1313         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1314         /*
1315          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1316          */
1317         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1318                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1319                         WMULT_SHIFT/2);
1320         else
1321                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1322
1323         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1324 }
1325
1326 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1327 {
1328         lw->weight += inc;
1329         lw->inv_weight = 0;
1330 }
1331
1332 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1333 {
1334         lw->weight -= dec;
1335         lw->inv_weight = 0;
1336 }
1337
1338 /*
1339  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1340  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1341  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1342  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1343  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1344  * slice expiry etc.
1345  */
1346
1347 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1348 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1349
1350 /*
1351  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1352  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1353  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1354  * that remained on nice 0.
1355  *
1356  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1357  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1358  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1359  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1360  * the relative distance between them is ~25%.)
1361  */
1362 static const int prio_to_weight[40] = {
1363  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1364  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1365  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1366  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1367  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1368  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1369  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1370  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1371 };
1372
1373 /*
1374  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1375  *
1376  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1377  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1378  * into multiplications:
1379  */
1380 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1381  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1382  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1383  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1384  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1385  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1386  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1387  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1388  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1389 };
1390
1391 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1392
1393 /*
1394  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1395  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1396  * structures to the load-balancing proper:
1397  */
1398 struct rq_iterator {
1399         void *arg;
1400         struct task_struct *(*start)(void *);
1401         struct task_struct *(*next)(void *);
1402 };
1403
1404 #ifdef CONFIG_SMP
1405 static unsigned long
1406 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1407               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1408               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1409               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1410
1411 static int
1412 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1413                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1414                    struct rq_iterator *iterator);
1415 #endif
1416
1417 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1418 enum cpuacct_stat_index {
1419         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1420         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1421
1422         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1423 };
1424
1425 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1426 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1427 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1428                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1429 #else
1430 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1431 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1432                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1433 #endif
1434
1435 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1436 {
1437         update_load_add(&rq->load, load);
1438 }
1439
1440 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1441 {
1442         update_load_sub(&rq->load, load);
1443 }
1444
1445 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1446 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1447
1448 /*
1449  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1450  * leaving it for the final time.
1451  */
1452 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1453 {
1454         struct task_group *parent, *child;
1455         int ret;
1456
1457         rcu_read_lock();
1458         parent = &root_task_group;
1459 down:
1460         ret = (*down)(parent, data);
1461         if (ret)
1462                 goto out_unlock;
1463         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1464                 parent = child;
1465                 goto down;
1466
1467 up:
1468                 continue;
1469         }
1470         ret = (*up)(parent, data);
1471         if (ret)
1472                 goto out_unlock;
1473
1474         child = parent;
1475         parent = parent->parent;
1476         if (parent)
1477                 goto up;
1478 out_unlock:
1479         rcu_read_unlock();
1480
1481         return ret;
1482 }
1483
1484 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1485 {
1486         return 0;
1487 }
1488 #endif
1489
1490 #ifdef CONFIG_SMP
1491 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1492 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1493 {
1494         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1495 }
1496
1497 /*
1498  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
1499  * according to the scheduling class and "nice" value.
1500  *
1501  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
1502  * balance conservatively.
1503  */
1504 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
1505 {
1506         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1507         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1508
1509         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1510                 return total;
1511
1512         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
1513 }
1514
1515 /*
1516  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
1517  * according to the scheduling class and "nice" value.
1518  */
1519 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
1520 {
1521         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1522         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1523
1524         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1525                 return total;
1526
1527         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
1528 }
1529
1530 static struct sched_group *group_of(int cpu)
1531 {
1532         struct sched_domain *sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
1533
1534         if (!sd)
1535                 return NULL;
1536
1537         return sd->groups;
1538 }
1539
1540 static unsigned long power_of(int cpu)
1541 {
1542         struct sched_group *group = group_of(cpu);
1543
1544         if (!group)
1545                 return SCHED_LOAD_SCALE;
1546
1547         return group->cpu_power;
1548 }
1549
1550 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1551
1552 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1553 {
1554         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1555         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1556
1557         if (nr_running)
1558                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1559         else
1560                 rq->avg_load_per_task = 0;
1561
1562         return rq->avg_load_per_task;
1563 }
1564
1565 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1566
1567 static __read_mostly unsigned long *update_shares_data;
1568
1569 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1570
1571 /*
1572  * Calculate and set the cpu's group shares.
1573  */
1574 static void update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1575                                     unsigned long sd_shares,
1576                                     unsigned long sd_rq_weight,
1577                                     unsigned long *usd_rq_weight)
1578 {
1579         unsigned long shares, rq_weight;
1580         int boost = 0;
1581
1582         rq_weight = usd_rq_weight[cpu];
1583         if (!rq_weight) {
1584                 boost = 1;
1585                 rq_weight = NICE_0_LOAD;
1586         }
1587
1588         /*
1589          *             \Sum_j shares_j * rq_weight_i
1590          * shares_i =  -----------------------------
1591          *                  \Sum_j rq_weight_j
1592          */
1593         shares = (sd_shares * rq_weight) / sd_rq_weight;
1594         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1595
1596         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1597                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1598                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1599                 unsigned long flags;
1600
1601                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1602                 tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight = boost ? 0 : rq_weight;
1603                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = boost ? 0 : shares;
1604                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1605                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1606         }
1607 }
1608
1609 /*
1610  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1611  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1612  * parent group depends on the shares of its child groups.
1613  */
1614 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1615 {
1616         unsigned long weight, rq_weight = 0, shares = 0;
1617         unsigned long *usd_rq_weight;
1618         struct sched_domain *sd = data;
1619         unsigned long flags;
1620         int i;
1621
1622         if (!tg->se[0])
1623                 return 0;
1624
1625         local_irq_save(flags);
1626         usd_rq_weight = per_cpu_ptr(update_shares_data, smp_processor_id());
1627
1628         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1629                 weight = tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1630                 usd_rq_weight[i] = weight;
1631
1632                 /*
1633                  * If there are currently no tasks on the cpu pretend there
1634                  * is one of average load so that when a new task gets to
1635                  * run here it will not get delayed by group starvation.
1636                  */
1637                 if (!weight)
1638                         weight = NICE_0_LOAD;
1639
1640                 rq_weight += weight;
1641                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1642         }
1643
1644         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1645                 shares = tg->shares;
1646
1647         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1648                 shares = tg->shares;
1649
1650         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd))
1651                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight, usd_rq_weight);
1652
1653         local_irq_restore(flags);
1654
1655         return 0;
1656 }
1657
1658 /*
1659  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1660  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1661  * group is a fraction of its parents load.
1662  */
1663 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1664 {
1665         unsigned long load;
1666         long cpu = (long)data;
1667
1668         if (!tg->parent) {
1669                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1670         } else {
1671                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1672                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1673                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1674         }
1675
1676         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1677
1678         return 0;
1679 }
1680
1681 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1682 {
1683         s64 elapsed;
1684         u64 now;
1685
1686         if (root_task_group_empty())
1687                 return;
1688
1689         now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1690         elapsed = now - sd->last_update;
1691
1692         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1693                 sd->last_update = now;
1694                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1695         }
1696 }
1697
1698 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1699 {
1700         if (root_task_group_empty())
1701                 return;
1702
1703         spin_unlock(&rq->lock);
1704         update_shares(sd);
1705         spin_lock(&rq->lock);
1706 }
1707
1708 static void update_h_load(long cpu)
1709 {
1710         if (root_task_group_empty())
1711                 return;
1712
1713         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1714 }
1715
1716 #else
1717
1718 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1719 {
1720 }
1721
1722 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1723 {
1724 }
1725
1726 #endif
1727
1728 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1729
1730 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1731
1732 /*
1733  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1734  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1735  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1736  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1737  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1738  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1739  */
1740 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1741         __releases(this_rq->lock)
1742         __acquires(busiest->lock)
1743         __acquires(this_rq->lock)
1744 {
1745         spin_unlock(&this_rq->lock);
1746         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1747
1748         return 1;
1749 }
1750
1751 #else
1752 /*
1753  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1754  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1755  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1756  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1757  * regardless of entry order into the function.
1758  */
1759 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1760         __releases(this_rq->lock)
1761         __acquires(busiest->lock)
1762         __acquires(this_rq->lock)
1763 {
1764         int ret = 0;
1765
1766         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
1767                 if (busiest < this_rq) {
1768                         spin_unlock(&this_rq->lock);
1769                         spin_lock(&busiest->lock);
1770                         spin_lock_nested(&this_rq->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1771                         ret = 1;
1772                 } else
1773                         spin_lock_nested(&busiest->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1774         }
1775         return ret;
1776 }
1777
1778 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1779
1780 /*
1781  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1782  */
1783 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1784 {
1785         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1786                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1787                 spin_unlock(&this_rq->lock);
1788                 BUG_ON(1);
1789         }
1790
1791         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1792 }
1793
1794 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1795         __releases(busiest->lock)
1796 {
1797         spin_unlock(&busiest->lock);
1798         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1799 }
1800 #endif
1801
1802 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1803 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1804 {
1805 #ifdef CONFIG_SMP
1806         cfs_rq->shares = shares;
1807 #endif
1808 }
1809 #endif
1810
1811 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq);
1812
1813 #include "sched_stats.h"
1814 #include "sched_idletask.c"
1815 #include "sched_fair.c"
1816 #include "sched_rt.c"
1817 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1818 # include "sched_debug.c"
1819 #endif
1820
1821 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1822 #define for_each_class(class) \
1823    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1824
1825 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1826 {
1827         rq->nr_running++;
1828 }
1829
1830 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1831 {
1832         rq->nr_running--;
1833 }
1834
1835 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1836 {
1837         if (task_has_rt_policy(p)) {
1838                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1839                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1840                 return;
1841         }
1842
1843         /*
1844          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1845          */
1846         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1847                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1848                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1849                 return;
1850         }
1851
1852         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1853         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1854 }
1855
1856 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1857 {
1858         s64 diff = sample - *avg;
1859         *avg += diff >> 3;
1860 }
1861
1862 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1863 {
1864         if (wakeup)
1865                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1866
1867         sched_info_queued(p);
1868         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1869         p->se.on_rq = 1;
1870 }
1871
1872 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1873 {
1874         if (sleep) {
1875                 if (p->se.last_wakeup) {
1876                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1877                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1878                         p->se.last_wakeup = 0;
1879                 } else {
1880                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1881                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1882                 }
1883         }
1884
1885         sched_info_dequeued(p);
1886         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1887         p->se.on_rq = 0;
1888 }
1889
1890 /*
1891  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1892  */
1893 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1894 {
1895         return p->static_prio;
1896 }
1897
1898 /*
1899  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1900  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1901  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1902  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1903  * estimator recalculates.
1904  */
1905 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1906 {
1907         int prio;
1908
1909         if (task_has_rt_policy(p))
1910                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1911         else
1912                 prio = __normal_prio(p);
1913         return prio;
1914 }
1915
1916 /*
1917  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1918  * taken into account by the scheduler. This value might
1919  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1920  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1921  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1922  */
1923 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1924 {
1925         p->normal_prio = normal_prio(p);
1926         /*
1927          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1928          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1929          * to the normal priority:
1930          */
1931         if (!rt_prio(p->prio))
1932                 return p->normal_prio;
1933         return p->prio;
1934 }
1935
1936 /*
1937  * activate_task - move a task to the runqueue.
1938  */
1939 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1940 {
1941         if (task_contributes_to_load(p))
1942                 rq->nr_uninterruptible--;
1943
1944         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1945         inc_nr_running(rq);
1946 }
1947
1948 /*
1949  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1950  */
1951 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1952 {
1953         if (task_contributes_to_load(p))
1954                 rq->nr_uninterruptible++;
1955
1956         dequeue_task(rq, p, sleep);
1957         dec_nr_running(rq);
1958 }
1959
1960 /**
1961  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1962  * @p: the task in question.
1963  */
1964 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1965 {
1966         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1967 }
1968
1969 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1970 {
1971         set_task_rq(p, cpu);
1972 #ifdef CONFIG_SMP
1973         /*
1974          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1975          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1976          * per-task data have been completed by this moment.
1977          */
1978         smp_wmb();
1979         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1980 #endif
1981 }
1982
1983 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1984                                        const struct sched_class *prev_class,
1985                                        int oldprio, int running)
1986 {
1987         if (prev_class != p->sched_class) {
1988                 if (prev_class->switched_from)
1989                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1990                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1991         } else
1992                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1993 }
1994
1995 /**
1996  * kthread_bind - bind a just-created kthread to a cpu.
1997  * @p: thread created by kthread_create().
1998  * @cpu: cpu (might not be online, must be possible) for @k to run on.
1999  *
2000  * Description: This function is equivalent to set_cpus_allowed(),
2001  * except that @cpu doesn't need to be online, and the thread must be
2002  * stopped (i.e., just returned from kthread_create()).
2003  *
2004  * Function lives here instead of kthread.c because it messes with
2005  * scheduler internals which require locking.
2006  */
2007 void kthread_bind(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
2008 {
2009         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2010         unsigned long flags;
2011
2012         /* Must have done schedule() in kthread() before we set_task_cpu */
2013         if (!wait_task_inactive(p, TASK_UNINTERRUPTIBLE)) {
2014                 WARN_ON(1);
2015                 return;
2016         }
2017
2018         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2019         set_task_cpu(p, cpu);
2020         p->cpus_allowed = cpumask_of_cpu(cpu);
2021         p->rt.nr_cpus_allowed = 1;
2022         p->flags |= PF_THREAD_BOUND;
2023         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2024 }
2025 EXPORT_SYMBOL(kthread_bind);
2026
2027 #ifdef CONFIG_SMP
2028 /*
2029  * Is this task likely cache-hot:
2030  */
2031 static int
2032 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
2033 {
2034         s64 delta;
2035
2036         /*
2037          * Buddy candidates are cache hot:
2038          */
2039         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
2040                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
2041                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
2042                 return 1;
2043
2044         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
2045                 return 0;
2046
2047         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
2048                 return 1;
2049         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
2050                 return 0;
2051
2052         delta = now - p->se.exec_start;
2053
2054         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
2055 }
2056
2057
2058 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2059 {
2060         int old_cpu = task_cpu(p);
2061         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
2062         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
2063                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
2064         u64 clock_offset;
2065
2066         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
2067
2068         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2069
2070 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2071         if (p->se.wait_start)
2072                 p->se.wait_start -= clock_offset;
2073         if (p->se.sleep_start)
2074                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
2075         if (p->se.block_start)
2076                 p->se.block_start -= clock_offset;
2077 #endif
2078         if (old_cpu != new_cpu) {
2079                 p->se.nr_migrations++;
2080                 new_rq->nr_migrations_in++;
2081 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2082                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
2083                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
2084 #endif
2085                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS,
2086                                      1, 1, NULL, 0);
2087         }
2088         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
2089                                          new_cfsrq->min_vruntime;
2090
2091         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2092 }
2093
2094 struct migration_req {
2095         struct list_head list;
2096
2097         struct task_struct *task;
2098         int dest_cpu;
2099
2100         struct completion done;
2101 };
2102
2103 /*
2104  * The task's runqueue lock must be held.
2105  * Returns true if you have to wait for migration thread.
2106  */
2107 static int
2108 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
2109 {
2110         struct rq *rq = task_rq(p);
2111
2112         /*
2113          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
2114          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
2115          */
2116         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
2117                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
2118                 return 0;
2119         }
2120
2121         init_completion(&req->done);
2122         req->task = p;
2123         req->dest_cpu = dest_cpu;
2124         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2125
2126         return 1;
2127 }
2128
2129 /*
2130  * wait_task_context_switch -   wait for a thread to complete at least one
2131  *                              context switch.
2132  *
2133  * @p must not be current.
2134  */
2135 void wait_task_context_switch(struct task_struct *p)
2136 {
2137         unsigned long nvcsw, nivcsw, flags;
2138         int running;
2139         struct rq *rq;
2140
2141         nvcsw   = p->nvcsw;
2142         nivcsw  = p->nivcsw;
2143         for (;;) {
2144                 /*
2145                  * The runqueue is assigned before the actual context
2146                  * switch. We need to take the runqueue lock.
2147                  *
2148                  * We could check initially without the lock but it is
2149                  * very likely that we need to take the lock in every
2150                  * iteration.
2151                  */
2152                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2153                 running = task_running(rq, p);
2154                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2155
2156                 if (likely(!running))
2157                         break;
2158                 /*
2159                  * The switch count is incremented before the actual
2160                  * context switch. We thus wait for two switches to be
2161                  * sure at least one completed.
2162                  */
2163                 if ((p->nvcsw - nvcsw) > 1)
2164                         break;
2165                 if ((p->nivcsw - nivcsw) > 1)
2166                         break;
2167
2168                 cpu_relax();
2169         }
2170 }
2171
2172 /*
2173  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2174  *
2175  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2176  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2177  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2178  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2179  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2180  * @p has remained unscheduled the whole time.
2181  *
2182  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2183  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2184  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2185  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2186  * waiting to become inactive.
2187  */
2188 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2189 {
2190         unsigned long flags;
2191         int running, on_rq;
2192         unsigned long ncsw;
2193         struct rq *rq;
2194
2195         for (;;) {
2196                 /*
2197                  * We do the initial early heuristics without holding
2198                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2199                  * the runqueue lock when things look like they will
2200                  * work out!
2201                  */
2202                 rq = task_rq(p);
2203
2204                 /*
2205                  * If the task is actively running on another CPU
2206                  * still, just relax and busy-wait without holding
2207                  * any locks.
2208                  *
2209                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2210                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2211                  * But we don't care, since "task_running()" will
2212                  * return false if the runqueue has changed and p
2213                  * is actually now running somewhere else!
2214                  */
2215                 while (task_running(rq, p)) {
2216                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2217                                 return 0;
2218                         cpu_relax();
2219                 }
2220
2221                 /*
2222                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2223                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2224                  * just go back and repeat.
2225                  */
2226                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2227                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2228                 running = task_running(rq, p);
2229                 on_rq = p->se.on_rq;
2230                 ncsw = 0;
2231                 if (!match_state || p->state == match_state)
2232                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2233                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2234
2235                 /*
2236                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2237                  */
2238                 if (unlikely(!ncsw))
2239                         break;
2240
2241                 /*
2242                  * Was it really running after all now that we
2243                  * checked with the proper locks actually held?
2244                  *
2245                  * Oops. Go back and try again..
2246                  */
2247                 if (unlikely(running)) {
2248                         cpu_relax();
2249                         continue;
2250                 }
2251
2252                 /*
2253                  * It's not enough that it's not actively running,
2254                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2255                  * preempted!
2256                  *
2257                  * So if it was still runnable (but just not actively
2258                  * running right now), it's preempted, and we should
2259                  * yield - it could be a while.
2260                  */
2261                 if (unlikely(on_rq)) {
2262                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2263                         continue;
2264                 }
2265
2266                 /*
2267                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2268                  * runnable, which means that it will never become
2269                  * running in the future either. We're all done!
2270                  */
2271                 break;
2272         }
2273
2274         return ncsw;
2275 }
2276
2277 /***
2278  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2279  * @p: the to-be-kicked thread
2280  *
2281  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2282  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2283  *
2284  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2285  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2286  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2287  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2288  * achieved as well.
2289  */
2290 void kick_process(struct task_struct *p)
2291 {
2292         int cpu;
2293
2294         preempt_disable();
2295         cpu = task_cpu(p);
2296         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2297                 smp_send_reschedule(cpu);
2298         preempt_enable();
2299 }
2300 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2301 #endif /* CONFIG_SMP */
2302
2303 /**
2304  * task_oncpu_function_call - call a function on the cpu on which a task runs
2305  * @p:          the task to evaluate
2306  * @func:       the function to be called
2307  * @info:       the function call argument
2308  *
2309  * Calls the function @func when the task is currently running. This might
2310  * be on the current CPU, which just calls the function directly
2311  */
2312 void task_oncpu_function_call(struct task_struct *p,
2313                               void (*func) (void *info), void *info)
2314 {
2315         int cpu;
2316
2317         preempt_disable();
2318         cpu = task_cpu(p);
2319         if (task_curr(p))
2320                 smp_call_function_single(cpu, func, info, 1);
2321         preempt_enable();
2322 }
2323
2324 /***
2325  * try_to_wake_up - wake up a thread
2326  * @p: the to-be-woken-up thread
2327  * @state: the mask of task states that can be woken
2328  * @sync: do a synchronous wakeup?
2329  *
2330  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2331  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2332  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2333  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2334  * runnable without the overhead of this.
2335  *
2336  * returns failure only if the task is already active.
2337  */
2338 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state,
2339                           int wake_flags)
2340 {
2341         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2342         unsigned long flags;
2343         struct rq *rq, *orig_rq;
2344
2345         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2346                 wake_flags &= ~WF_SYNC;
2347
2348         this_cpu = get_cpu();
2349
2350         smp_wmb();
2351         rq = orig_rq = task_rq_lock(p, &flags);
2352         update_rq_clock(rq);
2353         if (!(p->state & state))
2354                 goto out;
2355
2356         if (p->se.on_rq)
2357                 goto out_running;
2358
2359         cpu = task_cpu(p);
2360         orig_cpu = cpu;
2361
2362 #ifdef CONFIG_SMP
2363         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2364                 goto out_activate;
2365
2366         /*
2367          * In order to handle concurrent wakeups and release the rq->lock
2368          * we put the task in TASK_WAKING state.
2369          *
2370          * First fix up the nr_uninterruptible count:
2371          */
2372         if (task_contributes_to_load(p))
2373                 rq->nr_uninterruptible--;
2374         p->state = TASK_WAKING;
2375         task_rq_unlock(rq, &flags);
2376
2377         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2378         if (cpu != orig_cpu)
2379                 set_task_cpu(p, cpu);
2380
2381         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2382
2383         if (rq != orig_rq)
2384                 update_rq_clock(rq);
2385
2386         WARN_ON(p->state != TASK_WAKING);
2387         cpu = task_cpu(p);
2388
2389 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2390         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2391         if (cpu == this_cpu)
2392                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2393         else {
2394                 struct sched_domain *sd;
2395                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2396                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2397                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2398                                 break;
2399                         }
2400                 }
2401         }
2402 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2403
2404 out_activate:
2405 #endif /* CONFIG_SMP */
2406         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2407         if (wake_flags & WF_SYNC)
2408                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2409         if (orig_cpu != cpu)
2410                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2411         if (cpu == this_cpu)
2412                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2413         else
2414                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2415         activate_task(rq, p, 1);
2416         success = 1;
2417
2418         /*
2419          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2420          */
2421         if (!in_interrupt()) {
2422                 struct sched_entity *se = &current->se;
2423                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2424
2425                 if (se->last_wakeup)
2426                         sample -= se->last_wakeup;
2427                 else
2428                         sample -= se->start_runtime;
2429                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2430
2431                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2432         }
2433
2434 out_running:
2435         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2436         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2437
2438         p->state = TASK_RUNNING;
2439 #ifdef CONFIG_SMP
2440         if (p->sched_class->task_wake_up)
2441                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2442 #endif
2443 out:
2444         task_rq_unlock(rq, &flags);
2445         put_cpu();
2446
2447         return success;
2448 }
2449
2450 /**
2451  * wake_up_process - Wake up a specific process
2452  * @p: The process to be woken up.
2453  *
2454  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2455  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2456  * running.
2457  *
2458  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2459  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2460  */
2461 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2462 {
2463         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2464 }
2465 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2466
2467 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2468 {
2469         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2470 }
2471
2472 /*
2473  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2474  * p is forked by current.
2475  *
2476  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2477  */
2478 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2479 {
2480         p->se.exec_start                = 0;
2481         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2482         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2483         p->se.nr_migrations             = 0;
2484         p->se.last_wakeup               = 0;
2485         p->se.avg_overlap               = 0;
2486         p->se.start_runtime             = 0;
2487         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2488         p->se.avg_running               = 0;
2489
2490 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2491         p->se.wait_start                        = 0;
2492         p->se.wait_max                          = 0;
2493         p->se.wait_count                        = 0;
2494         p->se.wait_sum                          = 0;
2495
2496         p->se.sleep_start                       = 0;
2497         p->se.sleep_max                         = 0;
2498         p->se.sum_sleep_runtime                 = 0;
2499
2500         p->se.block_start                       = 0;
2501         p->se.block_max                         = 0;
2502         p->se.exec_max                          = 0;
2503         p->se.slice_max                         = 0;
2504
2505         p->se.nr_migrations_cold                = 0;
2506         p->se.nr_failed_migrations_affine       = 0;
2507         p->se.nr_failed_migrations_running      = 0;
2508         p->se.nr_failed_migrations_hot          = 0;
2509         p->se.nr_forced_migrations              = 0;
2510         p->se.nr_forced2_migrations             = 0;
2511
2512         p->se.nr_wakeups                        = 0;
2513         p->se.nr_wakeups_sync                   = 0;
2514         p->se.nr_wakeups_migrate                = 0;
2515         p->se.nr_wakeups_local                  = 0;
2516         p->se.nr_wakeups_remote                 = 0;
2517         p->se.nr_wakeups_affine                 = 0;
2518         p->se.nr_wakeups_affine_attempts        = 0;
2519         p->se.nr_wakeups_passive                = 0;
2520         p->se.nr_wakeups_idle                   = 0;
2521
2522 #endif
2523
2524         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2525         p->se.on_rq = 0;
2526         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2527
2528 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2529         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2530 #endif
2531
2532         /*
2533          * We mark the process as running here, but have not actually
2534          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2535          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2536          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2537          */
2538         p->state = TASK_RUNNING;
2539 }
2540
2541 /*
2542  * fork()/clone()-time setup:
2543  */
2544 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2545 {
2546         int cpu = get_cpu();
2547
2548         __sched_fork(p);
2549
2550         /*
2551          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2552          */
2553         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2554                 if (p->policy == SCHED_FIFO || p->policy == SCHED_RR) {
2555                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2556                         p->normal_prio = p->static_prio;
2557                 }
2558
2559                 if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0) {
2560                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2561                         p->normal_prio = p->static_prio;
2562                         set_load_weight(p);
2563                 }
2564
2565                 /*
2566                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2567                  * fulfilled its duty:
2568                  */
2569                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2570         }
2571
2572         /*
2573          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2574          */
2575         p->prio = current->normal_prio;
2576
2577         if (!rt_prio(p->prio))
2578                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2579
2580 #ifdef CONFIG_SMP
2581         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0);
2582 #endif
2583         set_task_cpu(p, cpu);
2584
2585 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2586         if (likely(sched_info_on()))
2587                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2588 #endif
2589 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2590         p->oncpu = 0;
2591 #endif
2592 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2593         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2594         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2595 #endif
2596         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2597
2598         put_cpu();
2599 }
2600
2601 /*
2602  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2603  *
2604  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2605  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2606  * on the runqueue and wakes it.
2607  */
2608 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2609 {
2610         unsigned long flags;
2611         struct rq *rq;
2612
2613         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2614         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2615         update_rq_clock(rq);
2616
2617         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2618                 activate_task(rq, p, 0);
2619         } else {
2620                 /*
2621                  * Let the scheduling class do new task startup
2622                  * management (if any):
2623                  */
2624                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2625                 inc_nr_running(rq);
2626         }
2627         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2628         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2629 #ifdef CONFIG_SMP
2630         if (p->sched_class->task_wake_up)
2631                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2632 #endif
2633         task_rq_unlock(rq, &flags);
2634 }
2635
2636 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2637
2638 /**
2639  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2640  * @notifier: notifier struct to register
2641  */
2642 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2643 {
2644         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2645 }
2646 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2647
2648 /**
2649  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2650  * @notifier: notifier struct to unregister
2651  *
2652  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2653  */
2654 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2655 {
2656         hlist_del(&notifier->link);
2657 }
2658 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2659
2660 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2661 {
2662         struct preempt_notifier *notifier;
2663         struct hlist_node *node;
2664
2665         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2666                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2667 }
2668
2669 static void
2670 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2671                                  struct task_struct *next)
2672 {
2673         struct preempt_notifier *notifier;
2674         struct hlist_node *node;
2675
2676         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2677                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2678 }
2679
2680 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2681
2682 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2683 {
2684 }
2685
2686 static void
2687 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2688                                  struct task_struct *next)
2689 {
2690 }
2691
2692 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2693
2694 /**
2695  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2696  * @rq: the runqueue preparing to switch
2697  * @prev: the current task that is being switched out
2698  * @next: the task we are going to switch to.
2699  *
2700  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2701  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2702  * switch.
2703  *
2704  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2705  * hooks.
2706  */
2707 static inline void
2708 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2709                     struct task_struct *next)
2710 {
2711         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2712         prepare_lock_switch(rq, next);
2713         prepare_arch_switch(next);
2714 }
2715
2716 /**
2717  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2718  * @rq: runqueue associated with task-switch
2719  * @prev: the thread we just switched away from.
2720  *
2721  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2722  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2723  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2724  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2725  *
2726  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2727  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2728  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2729  * details.)
2730  */
2731 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2732         __releases(rq->lock)
2733 {
2734         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2735         long prev_state;
2736
2737         rq->prev_mm = NULL;
2738
2739         /*
2740          * A task struct has one reference for the use as "current".
2741          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2742          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2743          * the scheduled task must drop that reference.
2744          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2745          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2746          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2747          * be dropped twice.
2748          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2749          */
2750         prev_state = prev->state;
2751         finish_arch_switch(prev);
2752         perf_event_task_sched_in(current, cpu_of(rq));
2753         finish_lock_switch(rq, prev);
2754
2755         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2756         if (mm)
2757                 mmdrop(mm);
2758         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2759                 /*
2760                  * Remove function-return probe instances associated with this
2761                  * task and put them back on the free list.
2762                  */
2763                 kprobe_flush_task(prev);
2764                 put_task_struct(prev);
2765         }
2766 }
2767
2768 #ifdef CONFIG_SMP
2769
2770 /* assumes rq->lock is held */
2771 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2772 {
2773         if (prev->sched_class->pre_schedule)
2774                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
2775 }
2776
2777 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2778 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2779 {
2780         if (rq->post_schedule) {
2781                 unsigned long flags;
2782
2783                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2784                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
2785                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
2786                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2787
2788                 rq->post_schedule = 0;
2789         }
2790 }
2791
2792 #else
2793
2794 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2795 {
2796 }
2797
2798 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2799 {
2800 }
2801
2802 #endif
2803
2804 /**
2805  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2806  * @prev: the thread we just switched away from.
2807  */
2808 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2809         __releases(rq->lock)
2810 {
2811         struct rq *rq = this_rq();
2812
2813         finish_task_switch(rq, prev);
2814
2815         /*
2816          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
2817          * task_switch?
2818          */
2819         post_schedule(rq);
2820
2821 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2822         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2823         preempt_enable();
2824 #endif
2825         if (current->set_child_tid)
2826                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2827 }
2828
2829 /*
2830  * context_switch - switch to the new MM and the new
2831  * thread's register state.
2832  */
2833 static inline void
2834 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2835                struct task_struct *next)
2836 {
2837         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2838
2839         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2840         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2841         mm = next->mm;
2842         oldmm = prev->active_mm;
2843         /*
2844          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2845          * combine the page table reload and the switch backend into
2846          * one hypercall.
2847          */
2848         arch_start_context_switch(prev);
2849
2850         if (unlikely(!mm)) {
2851                 next->active_mm = oldmm;
2852                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2853                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2854         } else
2855                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2856
2857         if (unlikely(!prev->mm)) {
2858                 prev->active_mm = NULL;
2859                 rq->prev_mm = oldmm;
2860         }
2861         /*
2862          * Since the runqueue lock will be released by the next
2863          * task (which is an invalid locking op but in the case
2864          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2865          * do an early lockdep release here:
2866          */
2867 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2868         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2869 #endif
2870
2871         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2872         switch_to(prev, next, prev);
2873
2874         barrier();
2875         /*
2876          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2877          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2878          * frame will be invalid.
2879          */
2880         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2881 }
2882
2883 /*
2884  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2885  *
2886  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2887  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2888  * number of context switches performed since bootup.
2889  */
2890 unsigned long nr_running(void)
2891 {
2892         unsigned long i, sum = 0;
2893
2894         for_each_online_cpu(i)
2895                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2896
2897         return sum;
2898 }
2899
2900 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2901 {
2902         unsigned long i, sum = 0;
2903
2904         for_each_possible_cpu(i)
2905                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2906
2907         /*
2908          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2909          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2910          */
2911         if (unlikely((long)sum < 0))
2912                 sum = 0;
2913
2914         return sum;
2915 }
2916
2917 unsigned long long nr_context_switches(void)
2918 {
2919         int i;
2920         unsigned long long sum = 0;
2921
2922         for_each_possible_cpu(i)
2923                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2924
2925         return sum;
2926 }
2927
2928 unsigned long nr_iowait(void)
2929 {
2930         unsigned long i, sum = 0;
2931
2932         for_each_possible_cpu(i)
2933                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2934
2935         return sum;
2936 }
2937
2938 unsigned long nr_iowait_cpu(void)
2939 {
2940         struct rq *this = this_rq();
2941         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2942 }
2943
2944 unsigned long this_cpu_load(void)
2945 {
2946         struct rq *this = this_rq();
2947         return this->cpu_load[0];
2948 }
2949
2950
2951 /* Variables and functions for calc_load */
2952 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2953 static unsigned long calc_load_update;
2954 unsigned long avenrun[3];
2955 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
2956
2957 /**
2958  * get_avenrun - get the load average array
2959  * @loads:      pointer to dest load array
2960  * @offset:     offset to add
2961  * @shift:      shift count to shift the result left
2962  *
2963  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2964  */
2965 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2966 {
2967         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2968         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2969         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2970 }
2971
2972 static unsigned long
2973 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2974 {
2975         load *= exp;
2976         load += active * (FIXED_1 - exp);
2977         return load >> FSHIFT;
2978 }
2979
2980 /*
2981  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2982  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2983  */
2984 void calc_global_load(void)
2985 {
2986         unsigned long upd = calc_load_update + 10;
2987         long active;
2988
2989         if (time_before(jiffies, upd))
2990                 return;
2991
2992         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2993         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2994
2995         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2996         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2997         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2998
2999         calc_load_update += LOAD_FREQ;
3000 }
3001
3002 /*
3003  * Either called from update_cpu_load() or from a cpu going idle
3004  */
3005 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
3006 {
3007         long nr_active, delta;
3008
3009         nr_active = this_rq->nr_running;
3010         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
3011
3012         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
3013                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
3014                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
3015                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3016         }
3017 }
3018
3019 /*
3020  * Externally visible per-cpu scheduler statistics:
3021  * cpu_nr_migrations(cpu) - number of migrations into that cpu
3022  */
3023 u64 cpu_nr_migrations(int cpu)
3024 {
3025         return cpu_rq(cpu)->nr_migrations_in;
3026 }
3027
3028 /*
3029  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
3030  * scheduler tick (TICK_NSEC).
3031  */
3032 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
3033 {
3034         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
3035         int i, scale;
3036
3037         this_rq->nr_load_updates++;
3038
3039         /* Update our load: */
3040         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
3041                 unsigned long old_load, new_load;
3042
3043                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3044
3045                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3046                 new_load = this_load;
3047                 /*
3048                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3049                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3050                  * example.
3051                  */
3052                 if (new_load > old_load)
3053                         new_load += scale-1;
3054                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
3055         }
3056
3057         if (time_after_eq(jiffies, this_rq->calc_load_update)) {
3058                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3059                 calc_load_account_active(this_rq);
3060         }
3061 }
3062
3063 #ifdef CONFIG_SMP
3064
3065 /*
3066  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
3067  *
3068  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
3069  * you need to do so manually before calling.
3070  */
3071 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3072         __acquires(rq1->lock)
3073         __acquires(rq2->lock)
3074 {
3075         BUG_ON(!irqs_disabled());
3076         if (rq1 == rq2) {
3077                 spin_lock(&rq1->lock);
3078                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
3079         } else {
3080                 if (rq1 < rq2) {
3081                         spin_lock(&rq1->lock);
3082                         spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3083                 } else {
3084                         spin_lock(&rq2->lock);
3085                         spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3086                 }
3087         }
3088         update_rq_clock(rq1);
3089         update_rq_clock(rq2);
3090 }
3091
3092 /*
3093  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
3094  *
3095  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
3096  * you need to do so manually after calling.
3097  */
3098 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3099         __releases(rq1->lock)
3100         __releases(rq2->lock)
3101 {
3102         spin_unlock(&rq1->lock);
3103         if (rq1 != rq2)
3104                 spin_unlock(&rq2->lock);
3105         else
3106                 __release(rq2->lock);
3107 }
3108
3109 /*
3110  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
3111  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
3112  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
3113  * the cpu_allowed mask is restored.
3114  */
3115 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
3116 {
3117         struct migration_req req;
3118         unsigned long flags;
3119         struct rq *rq;
3120
3121         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3122         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
3123             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
3124                 goto out;
3125
3126         /* force the process onto the specified CPU */
3127         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
3128                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
3129                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
3130
3131                 get_task_struct(mt);
3132                 task_rq_unlock(rq, &flags);
3133                 wake_up_process(mt);
3134                 put_task_struct(mt);
3135                 wait_for_completion(&req.done);
3136
3137                 return;
3138         }
3139 out:
3140         task_rq_unlock(rq, &flags);
3141 }
3142
3143 /*
3144  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3145  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3146  */
3147 void sched_exec(void)
3148 {
3149         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
3150         new_cpu = current->sched_class->select_task_rq(current, SD_BALANCE_EXEC, 0);
3151         put_cpu();
3152         if (new_cpu != this_cpu)
3153                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
3154 }
3155
3156 /*
3157  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
3158  * Both runqueues must be locked.
3159  */
3160 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
3161                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
3162 {
3163         deactivate_task(src_rq, p, 0);
3164         set_task_cpu(p, this_cpu);
3165         activate_task(this_rq, p, 0);
3166         /*
3167          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
3168          * to be always true for them.
3169          */
3170         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3171 }
3172
3173 /*
3174  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3175  */
3176 static
3177 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3178                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3179                      int *all_pinned)
3180 {
3181         int tsk_cache_hot = 0;
3182         /*
3183          * We do not migrate tasks that are:
3184          * 1) running (obviously), or
3185          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3186          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3187          */
3188         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3189                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3190                 return 0;
3191         }
3192         *all_pinned = 0;
3193
3194         if (task_running(rq, p)) {
3195                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3196                 return 0;
3197         }
3198
3199         /*
3200          * Aggressive migration if:
3201          * 1) task is cache cold, or
3202          * 2) too many balance attempts have failed.
3203          */
3204
3205         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3206         if (!tsk_cache_hot ||
3207                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3208 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3209                 if (tsk_cache_hot) {
3210                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3211                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3212                 }
3213 #endif
3214                 return 1;
3215         }
3216
3217         if (tsk_cache_hot) {
3218                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3219                 return 0;
3220         }
3221         return 1;
3222 }
3223
3224 static unsigned long
3225 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3226               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3227               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3228               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3229 {
3230         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3231         struct task_struct *p;
3232         long rem_load_move = max_load_move;
3233
3234         if (max_load_move == 0)
3235                 goto out;
3236
3237         pinned = 1;
3238
3239         /*
3240          * Start the load-balancing iterator:
3241          */
3242         p = iterator->start(iterator->arg);
3243 next:
3244         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3245                 goto out;
3246
3247         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3248             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3249                 p = iterator->next(iterator->arg);
3250                 goto next;
3251         }
3252
3253         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3254         pulled++;
3255         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3256
3257 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3258         /*
3259          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3260          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3261          * section.
3262          */
3263         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3264                 goto out;
3265 #endif
3266
3267         /*
3268          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3269          */
3270         if (rem_load_move > 0) {
3271                 if (p->prio < *this_best_prio)
3272                         *this_best_prio = p->prio;
3273                 p = iterator->next(iterator->arg);
3274                 goto next;
3275         }
3276 out:
3277         /*
3278          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3279          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3280          * inside pull_task().
3281          */
3282         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3283
3284         if (all_pinned)
3285                 *all_pinned = pinned;
3286
3287         return max_load_move - rem_load_move;
3288 }
3289
3290 /*
3291  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3292  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3293  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3294  *
3295  * Called with both runqueues locked.
3296  */
3297 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3298                       unsigned long max_load_move,
3299                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3300                       int *all_pinned)
3301 {
3302         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3303         unsigned long total_load_moved = 0;
3304         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3305
3306         do {
3307                 total_load_moved +=
3308                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3309                                 max_load_move - total_load_moved,
3310                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3311                 class = class->next;
3312
3313 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3314                 /*
3315                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3316                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3317                  * the critical section.
3318                  */
3319                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3320                         break;
3321 #endif
3322         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3323
3324         return total_load_moved > 0;
3325 }
3326
3327 static int
3328 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3329                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3330                    struct rq_iterator *iterator)
3331 {
3332         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3333         int pinned = 0;
3334
3335         while (p) {
3336                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3337                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3338                         /*
3339                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3340                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3341                          * stats here rather than inside pull_task().
3342                          */
3343                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3344
3345                         return 1;
3346                 }
3347                 p = iterator->next(iterator->arg);
3348         }
3349
3350         return 0;
3351 }
3352
3353 /*
3354  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3355  * part of active balancing operations within "domain".
3356  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3357  *
3358  * Called with both runqueues locked.
3359  */
3360 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3361                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3362 {
3363         const struct sched_class *class;
3364
3365         for_each_class(class) {
3366                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3367                         return 1;
3368         }
3369
3370         return 0;
3371 }
3372 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3373 /*
3374  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3375  *              during load balancing.
3376  */
3377 struct sd_lb_stats {
3378         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3379         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3380         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3381         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3382         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3383
3384         /** Statistics of this group */
3385         unsigned long this_load;
3386         unsigned long this_load_per_task;
3387         unsigned long this_nr_running;
3388
3389         /* Statistics of the busiest group */
3390         unsigned long max_load;
3391         unsigned long busiest_load_per_task;
3392         unsigned long busiest_nr_running;
3393
3394         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3395 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3396         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3397         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3398         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3399         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3400         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3401         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3402 #endif
3403 };
3404
3405 /*
3406  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3407  */
3408 struct sg_lb_stats {
3409         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3410         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3411         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3412         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3413         unsigned long group_capacity;
3414         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3415 };
3416
3417 /**
3418  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3419  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3420  */
3421 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3422 {
3423         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3424 }
3425
3426 /**
3427  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3428  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3429  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3430  */
3431 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3432                                         enum cpu_idle_type idle)
3433 {
3434         int load_idx;
3435
3436         switch (idle) {
3437         case CPU_NOT_IDLE:
3438                 load_idx = sd->busy_idx;
3439                 break;
3440
3441         case CPU_NEWLY_IDLE:
3442                 load_idx = sd->newidle_idx;
3443                 break;
3444         default:
3445                 load_idx = sd->idle_idx;
3446                 break;
3447         }
3448
3449         return load_idx;
3450 }
3451
3452
3453 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3454 /**
3455  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3456  * the given sched_domain, during load balancing.
3457  *
3458  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3459  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3460  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3461  */
3462 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3463         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3464 {
3465         /*
3466          * Busy processors will not participate in power savings
3467          * balance.
3468          */
3469         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3470                 sds->power_savings_balance = 0;
3471         else {
3472                 sds->power_savings_balance = 1;
3473                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3474                 sds->leader_nr_running = 0;
3475         }
3476 }
3477
3478 /**
3479  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3480  * sched_domain while performing load balancing.
3481  *
3482  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3483  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3484  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3485  *              load balancing ?
3486  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3487  */
3488 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3489         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3490 {
3491
3492         if (!sds->power_savings_balance)
3493                 return;
3494
3495         /*
3496          * If the local group is idle or completely loaded
3497          * no need to do power savings balance at this domain
3498          */
3499         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3500                                 !sds->this_nr_running))
3501                 sds->power_savings_balance = 0;
3502
3503         /*
3504          * If a group is already running at full capacity or idle,
3505          * don't include that group in power savings calculations
3506          */
3507         if (!sds->power_savings_balance ||
3508                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3509                 !sgs->sum_nr_running)
3510                 return;
3511
3512         /*
3513          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3514          * This is the group from where we need to pick up the load
3515          * for saving power
3516          */
3517         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3518             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3519              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3520                 sds->group_min = group;
3521                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3522                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3523                                                 sgs->sum_nr_running;
3524         }
3525
3526         /*
3527          * Calculate the group which is almost near its
3528          * capacity but still has some space to pick up some load
3529          * from other group and save more power
3530          */
3531         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
3532                 return;
3533
3534         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3535             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3536              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3537                 sds->group_leader = group;
3538                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3539         }
3540 }
3541
3542 /**
3543  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3544  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3545  *      under consideration.
3546  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3547  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3548  *
3549  * Description:
3550  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3551  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3552  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3553  *
3554  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3555  * Else returns 0.
3556  */
3557 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3558                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3559 {
3560         if (!sds->power_savings_balance)
3561                 return 0;
3562
3563         if (sds->this != sds->group_leader ||
3564                         sds->group_leader == sds->group_min)
3565                 return 0;
3566
3567         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3568         sds->busiest = sds->group_min;
3569
3570         return 1;
3571
3572 }
3573 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3574 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3575         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3576 {
3577         return;
3578 }
3579
3580 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3581         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3582 {
3583         return;
3584 }
3585
3586 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3587                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3588 {
3589         return 0;
3590 }
3591 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3592
3593
3594 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3595 {
3596         return SCHED_LOAD_SCALE;
3597 }
3598
3599 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3600 {
3601         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3602 }
3603
3604 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3605 {
3606         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3607         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3608
3609         smt_gain /= weight;
3610
3611         return smt_gain;
3612 }
3613
3614 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3615 {
3616         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3617 }
3618
3619 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3620 {
3621         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3622         u64 total, available;
3623
3624         sched_avg_update(rq);
3625
3626         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
3627         available = total - rq->rt_avg;
3628
3629         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
3630                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
3631
3632         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3633
3634         return div_u64(available, total);
3635 }
3636
3637 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3638 {
3639         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3640         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
3641         struct sched_group *sdg = sd->groups;
3642
3643         if (sched_feat(ARCH_POWER))
3644                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
3645         else
3646                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
3647
3648         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3649
3650         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
3651                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
3652                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
3653                 else
3654                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
3655
3656                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3657         }
3658
3659         power *= scale_rt_power(cpu);
3660         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3661
3662         if (!power)
3663                 power = 1;
3664
3665         sdg->cpu_power = power;
3666 }
3667
3668 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3669 {
3670         struct sched_domain *child = sd->child;
3671         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
3672         unsigned long power;
3673
3674         if (!child) {
3675                 update_cpu_power(sd, cpu);
3676                 return;
3677         }
3678
3679         power = 0;
3680
3681         group = child->groups;
3682         do {
3683                 power += group->cpu_power;
3684                 group = group->next;
3685         } while (group != child->groups);
3686
3687         sdg->cpu_power = power;
3688 }
3689
3690 /**
3691  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3692  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
3693  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3694  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3695  * @idle: Idle status of this_cpu
3696  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3697  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3698  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3699  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3700  * @balance: Should we balance.
3701  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3702  */
3703 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
3704                         struct sched_group *group, int this_cpu,
3705                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3706                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3707                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3708 {
3709         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3710         int i;
3711         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3712         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3713         unsigned long avg_load_per_task;
3714
3715         if (local_group) {
3716                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3717                 if (balance_cpu == this_cpu)
3718                         update_group_power(sd, this_cpu);
3719         }
3720
3721         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3722         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3723         max_cpu_load = 0;
3724         min_cpu_load = ~0UL;
3725
3726         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3727                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3728
3729                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3730                         *sd_idle = 0;
3731
3732                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3733                 if (local_group) {
3734                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3735                                 first_idle_cpu = 1;
3736                                 balance_cpu = i;
3737                         }
3738
3739                         load = target_load(i, load_idx);
3740                 } else {
3741                         load = source_load(i, load_idx);
3742                         if (load > max_cpu_load)
3743                                 max_cpu_load = load;
3744                         if (min_cpu_load > load)
3745                                 min_cpu_load = load;
3746                 }
3747
3748                 sgs->group_load += load;
3749                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3750                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3751
3752                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3753         }
3754
3755         /*
3756          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3757          * is eligible for doing load balancing at this and above
3758          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3759          * to do the newly idle load balance.
3760          */
3761         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3762             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3763                 *balance = 0;
3764                 return;
3765         }
3766
3767         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3768         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
3769
3770
3771         /*
3772          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3773          * than the average weight of two tasks.
3774          *
3775          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3776          *      might not be a suitable number - should we keep a
3777          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3778          *      the hierarchy?
3779          */
3780         avg_load_per_task = (sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3781                 group->cpu_power;
3782
3783         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3784                 sgs->group_imb = 1;
3785
3786         sgs->group_capacity =
3787                 DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
3788 }
3789
3790 /**
3791  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3792  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3793  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3794  * @idle: Idle status of this_cpu
3795  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3796  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3797  * @balance: Should we balance.
3798  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3799  */
3800 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3801                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3802                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3803                         struct sd_lb_stats *sds)
3804 {
3805         struct sched_domain *child = sd->child;
3806         struct sched_group *group = sd->groups;
3807         struct sg_lb_stats sgs;
3808         int load_idx, prefer_sibling = 0;
3809
3810         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
3811                 prefer_sibling = 1;
3812
3813         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3814         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3815
3816         do {
3817                 int local_group;
3818
3819                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3820                                                sched_group_cpus(group));
3821                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3822                 update_sg_lb_stats(sd, group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3823                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3824
3825                 if (local_group && balance && !(*balance))
3826                         return;
3827
3828                 sds->total_load += sgs.group_load;
3829                 sds->total_pwr += group->cpu_power;
3830
3831                 /*
3832                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
3833                  * first, lower the group capacity to one so that we'll try
3834                  * and move all the excess tasks away.
3835                  */
3836                 if (prefer_sibling)
3837                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
3838
3839                 if (local_group) {
3840                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3841                         sds->this = group;
3842                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3843                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3844                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3845                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3846                                 sgs.group_imb)) {
3847                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3848                         sds->busiest = group;
3849                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3850                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3851                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3852                 }
3853
3854                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3855                 group = group->next;
3856         } while (group != sd->groups);
3857 }
3858
3859 /**
3860  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3861  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3862  *                      load balancing.
3863  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3864  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3865  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3866  */
3867 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3868                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3869 {
3870         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3871         unsigned int imbn = 2;
3872
3873         if (sds->this_nr_running) {
3874                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3875                 if (sds->busiest_load_per_task >
3876                                 sds->this_load_per_task)
3877                         imbn = 1;
3878         } else
3879                 sds->this_load_per_task =
3880                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3881
3882         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3883                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3884                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3885                 return;
3886         }
3887
3888         /*
3889          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3890          * however we may be able to increase total CPU power used by
3891          * moving them.
3892          */
3893
3894         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
3895                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3896         pwr_now += sds->this->cpu_power *
3897                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3898         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3899
3900         /* Amount of load we'd subtract */
3901         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3902                 sds->busiest->cpu_power;
3903         if (sds->max_load > tmp)
3904                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
3905                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3906
3907         /* Amount of load we'd add */
3908         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
3909                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3910                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
3911                         sds->this->cpu_power;
3912         else
3913                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3914                         sds->this->cpu_power;
3915         pwr_move += sds->this->cpu_power *
3916                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3917         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3918
3919         /* Move if we gain throughput */
3920         if (pwr_move > pwr_now)
3921                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3922 }
3923
3924 /**
3925  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3926  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3927  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3928  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3929  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3930  */
3931 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3932                 unsigned long *imbalance)
3933 {
3934         unsigned long max_pull;
3935         /*
3936          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3937          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3938          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3939          */
3940         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3941                 *imbalance = 0;
3942                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3943         }
3944
3945         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3946         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3947                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3948
3949         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3950         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
3951                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
3952                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3953
3954         /*
3955          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3956          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3957          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3958          * moved
3959          */
3960         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3961                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3962
3963 }
3964 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3965
3966 /**
3967  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3968  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3969  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3970  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3971  * such a group exists.
3972  *
3973  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3974  * to restore balance.
3975  *
3976  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3977  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3978  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3979  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3980  * @idle: The idle status of this_cpu.
3981  * @sd_idle: The idleness of sd
3982  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3983  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3984  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3985  *
3986  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3987  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3988  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3989  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3990  */
3991 static struct sched_group *
3992 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3993                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3994                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
3995 {
3996         struct sd_lb_stats sds;
3997
3998         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
3999
4000         /*
4001          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
4002          * this level.
4003          */
4004         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
4005                                         balance, &sds);
4006
4007         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
4008         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
4009          *    at this level.
4010          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
4011          * 3) This group is the busiest group.
4012          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
4013          *    sched_domain.
4014          * 5) The imbalance is within the specified limit.
4015          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
4016          */
4017         if (balance && !(*balance))
4018                 goto ret;
4019
4020         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4021                 goto out_balanced;
4022
4023         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4024                 goto out_balanced;
4025
4026         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4027
4028         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4029                 goto out_balanced;
4030
4031         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4032                 goto out_balanced;
4033
4034         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
4035         if (sds.group_imb)
4036                 sds.busiest_load_per_task =
4037                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
4038
4039         /*
4040          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4041          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4042          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
4043          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
4044          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
4045          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
4046          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
4047          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
4048          * appear as very large values with unsigned longs.
4049          */
4050         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
4051                 goto out_balanced;
4052
4053         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4054         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
4055         return sds.busiest;
4056
4057 out_balanced:
4058         /*
4059          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
4060          * to save power.
4061          */
4062         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
4063                 return sds.busiest;
4064 ret:
4065         *imbalance = 0;
4066         return NULL;
4067 }
4068
4069 /*
4070  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4071  */
4072 static struct rq *
4073 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
4074                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
4075 {
4076         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4077         unsigned long max_load = 0;
4078         int i;
4079
4080         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4081                 unsigned long power = power_of(i);
4082                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
4083                 unsigned long wl;
4084
4085                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
4086                         continue;
4087
4088                 rq = cpu_rq(i);
4089                 wl = weighted_cpuload(i) * SCHED_LOAD_SCALE;
4090                 wl /= power;
4091
4092                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
4093                         continue;
4094
4095                 if (wl > max_load) {
4096                         max_load = wl;
4097                         busiest = rq;
4098                 }
4099         }
4100
4101         return busiest;
4102 }
4103
4104 /*
4105  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4106  * so long as it is large enough.
4107  */
4108 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4109
4110 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4111 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4112
4113 /*
4114  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4115  * tasks if there is an imbalance.
4116  */
4117 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4118                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4119                         int *balance)
4120 {
4121         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
4122         struct sched_group *group;
4123         unsigned long imbalance;
4124         struct rq *busiest;
4125         unsigned long flags;
4126         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4127
4128         cpumask_setall(cpus);
4129
4130         /*
4131          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4132          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4133          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
4134          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4135          */
4136         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4137             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4138                 sd_idle = 1;
4139
4140         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4141
4142 redo:
4143         update_shares(sd);
4144         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
4145                                    cpus, balance);
4146
4147         if (*balance == 0)
4148                 goto out_balanced;
4149
4150         if (!group) {
4151                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4152                 goto out_balanced;
4153         }
4154
4155         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
4156         if (!busiest) {
4157                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4158                 goto out_balanced;
4159         }
4160
4161         BUG_ON(busiest == this_rq);
4162
4163         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
4164
4165         ld_moved = 0;
4166         if (busiest->nr_running > 1) {
4167                 /*
4168                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4169                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4170                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4171                  * correctly treated as an imbalance.
4172                  */
4173                 local_irq_save(flags);
4174                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4175                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4176                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
4177                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4178                 local_irq_restore(flags);
4179
4180                 /*
4181                  * some other cpu did the load balance for us.
4182                  */
4183                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
4184                         resched_cpu(this_cpu);
4185
4186                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4187                 if (unlikely(all_pinned)) {
4188                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4189                         if (!cpumask_empty(cpus))
4190                                 goto redo;
4191                         goto out_balanced;
4192                 }
4193         }
4194
4195         if (!ld_moved) {
4196                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4197                 sd->nr_balance_failed++;
4198
4199                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
4200
4201                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4202
4203                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
4204                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4205                          */
4206                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4207                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4208                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4209                                 all_pinned = 1;
4210                                 goto out_one_pinned;
4211                         }
4212
4213                         if (!busiest->active_balance) {
4214                                 busiest->active_balance = 1;
4215                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4216                                 active_balance = 1;
4217                         }
4218                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4219                         if (active_balance)
4220                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
4221
4222                         /*
4223                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4224                          * counter.
4225                          */
4226                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4227                 }
4228         } else
4229                 sd->nr_balance_failed = 0;
4230
4231         if (likely(!active_balance)) {
4232                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4233                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4234         } else {
4235                 /*
4236                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4237                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4238                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4239                  * move_tasks).
4240                  */
4241                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4242                         sd->balance_interval *= 2;
4243         }
4244
4245         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4246             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4247                 ld_moved = -1;
4248
4249         goto out;
4250
4251 out_balanced:
4252         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4253
4254         sd->nr_balance_failed = 0;
4255
4256 out_one_pinned:
4257         /* tune up the balancing interval */
4258         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4259                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4260                 sd->balance_interval *= 2;
4261
4262         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4263             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4264                 ld_moved = -1;
4265         else
4266                 ld_moved = 0;
4267 out:
4268         if (ld_moved)
4269                 update_shares(sd);
4270         return ld_moved;
4271 }
4272
4273 /*
4274  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4275  * tasks if there is an imbalance.
4276  *
4277  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
4278  * this_rq is locked.
4279  */
4280 static int
4281 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
4282 {
4283         struct sched_group *group;
4284         struct rq *busiest = NULL;
4285         unsigned long imbalance;
4286         int ld_moved = 0;
4287         int sd_idle = 0;
4288         int all_pinned = 0;
4289         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4290
4291         cpumask_setall(cpus);
4292
4293         /*
4294          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4295          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4296          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
4297          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4298          */
4299         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4300             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4301                 sd_idle = 1;
4302
4303         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
4304 redo:
4305         update_shares_locked(this_rq, sd);
4306         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
4307                                    &sd_idle, cpus, NULL);
4308         if (!group) {
4309                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
4310                 goto out_balanced;
4311         }
4312
4313         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
4314         if (!busiest) {
4315                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
4316                 goto out_balanced;
4317         }
4318
4319         BUG_ON(busiest == this_rq);
4320
4321         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
4322
4323         ld_moved = 0;
4324         if (busiest->nr_running > 1) {
4325                 /* Attempt to move tasks */
4326                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4327                 /* this_rq->clock is already updated */
4328                 update_rq_clock(busiest);
4329                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4330                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
4331                                         &all_pinned);
4332                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4333
4334                 if (unlikely(all_pinned)) {
4335                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4336                         if (!cpumask_empty(cpus))
4337                                 goto redo;
4338                 }
4339         }
4340
4341         if (!ld_moved) {
4342                 int active_balance = 0;
4343
4344                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
4345                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4346                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4347                         return -1;
4348
4349                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4350                         return -1;
4351
4352                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
4353                         return -1;
4354
4355                 /*
4356                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4357                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4358                  * package. The same method used to move task in load_balance()
4359                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
4360                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
4361                  *
4362                  * The package power saving logic comes from
4363                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
4364                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
4365                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4366                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4367                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4368                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4369                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4370                  *
4371                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4372                  * will be more than one task in the source run queue and
4373                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4374                  * active balance code will not be triggered.
4375                  */
4376
4377                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
4378                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4379
4380                 /*
4381                  * don't kick the migration_thread, if the curr
4382                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4383                  */
4384                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4385                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4386                         all_pinned = 1;
4387                         return ld_moved;
4388                 }
4389
4390                 if (!busiest->active_balance) {
4391                         busiest->active_balance = 1;
4392                         busiest->push_cpu = this_cpu;
4393                         active_balance = 1;
4394                 }
4395
4396                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4397                 /*
4398                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
4399                  */
4400                 spin_unlock(&this_rq->lock);
4401                 if (active_balance)
4402                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
4403                 spin_lock(&this_rq->lock);
4404
4405         } else
4406                 sd->nr_balance_failed = 0;
4407
4408         update_shares_locked(this_rq, sd);
4409         return ld_moved;
4410
4411 out_balanced:
4412         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
4413         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4414             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4415                 return -1;
4416         sd->nr_balance_failed = 0;
4417
4418         return 0;
4419 }
4420
4421 /*
4422  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4423  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4424  */
4425 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4426 {
4427         struct sched_domain *sd;
4428         int pulled_task = 0;
4429         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4430
4431         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4432                 unsigned long interval;
4433
4434                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4435                         continue;
4436
4437                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
4438                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4439                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
4440                                                            sd);
4441
4442                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4443                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4444                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4445                 if (pulled_task)
4446                         break;
4447         }
4448         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4449                 /*
4450                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4451                  * a busy processor. So reset next_balance.
4452                  */
4453                 this_rq->next_balance = next_balance;
4454         }
4455 }
4456
4457 /*
4458  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
4459  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
4460  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
4461  * logical imbalances.
4462  *
4463  * Called with busiest_rq locked.
4464  */
4465 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
4466 {
4467         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4468         struct sched_domain *sd;
4469         struct rq *target_rq;
4470
4471         /* Is there any task to move? */
4472         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4473                 return;
4474
4475         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4476
4477         /*
4478          * This condition is "impossible", if it occurs
4479          * we need to fix it. Originally reported by
4480          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4481          */
4482         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4483
4484         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4485         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4486         update_rq_clock(busiest_rq);
4487         update_rq_clock(target_rq);
4488
4489         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4490         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4491                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4492                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4493                                 break;
4494         }
4495
4496         if (likely(sd)) {
4497                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4498
4499                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4500                                   sd, CPU_IDLE))
4501                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4502                 else
4503                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4504         }
4505         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4506 }
4507
4508 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4509 static struct {
4510         atomic_t load_balancer;
4511         cpumask_var_t cpu_mask;
4512         cpumask_var_t ilb_grp_nohz_mask;
4513 } nohz ____cacheline_aligned = {
4514         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
4515 };
4516
4517 int get_nohz_load_balancer(void)
4518 {
4519         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
4520 }
4521
4522 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
4523 /**
4524  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
4525  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
4526  *              be returned.
4527  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
4528  *              for the given cpu.
4529  *
4530  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
4531  */
4532 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
4533 {
4534         struct sched_domain *sd;
4535
4536         for_each_domain(cpu, sd)
4537                 if (sd && (sd->flags & flag))
4538                         break;
4539
4540         return sd;
4541 }
4542
4543 /**
4544  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
4545  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
4546  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
4547  *              for cpu.
4548  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
4549  *
4550  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
4551  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
4552  */
4553 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
4554         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
4555                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
4556
4557 /**
4558  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
4559  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
4560  *
4561  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
4562  *
4563  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
4564  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
4565  * sched_group is semi-idle or not.
4566  */
4567 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
4568 {
4569         cpumask_and(nohz.ilb_grp_nohz_mask, nohz.cpu_mask,
4570                                         sched_group_cpus(ilb_group));
4571
4572         /*
4573          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
4574          * and atleast one idle cpu.
4575          */
4576         if (cpumask_empty(nohz.ilb_grp_nohz_mask))
4577                 return 0;
4578
4579         if (cpumask_equal(nohz.ilb_grp_nohz_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
4580                 return 0;
4581
4582         return 1;
4583 }
4584 /**
4585  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
4586  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
4587  *
4588  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
4589  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
4590  *
4591  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
4592  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
4593  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
4594  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
4595  */
4596 static int find_new_ilb(int cpu)
4597 {
4598         struct sched_domain *sd;
4599         struct sched_group *ilb_group;
4600
4601         /*
4602          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
4603          * when power-aware load balancing is enabled
4604          */
4605         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
4606                 goto out_done;
4607
4608         /*
4609          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
4610          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
4611          */
4612         if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) < 2)
4613                 goto out_done;
4614
4615         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
4616                 ilb_group = sd->groups;
4617
4618                 do {
4619                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
4620                                 return cpumask_first(nohz.ilb_grp_nohz_mask);
4621
4622                         ilb_group = ilb_group->next;
4623
4624                 } while (ilb_group != sd->groups);
4625         }
4626
4627 out_done:
4628         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4629 }
4630 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
4631 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4632 {
4633         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4634 }
4635 #endif
4636
4637 /*
4638  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4639  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4640  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
4641  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
4642  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
4643  * arrives...
4644  *
4645  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
4646  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
4647  * nohz.cpu_mask..
4648  *
4649  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
4650  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
4651  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
4652  * there is no need for ilb owner.
4653  *
4654  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
4655  * next busy scheduler_tick()
4656  */
4657 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4658 {
4659         int cpu = smp_processor_id();
4660
4661         if (stop_tick) {
4662                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
4663
4664                 if (!cpu_active(cpu)) {
4665                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4666                                 return 0;
4667
4668                         /*
4669                          * If we are going offline and still the leader,
4670                          * give up!
4671                          */
4672                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4673                                 BUG();
4674
4675                         return 0;
4676                 }
4677
4678                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4679
4680                 /* time for ilb owner also to sleep */
4681                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4682                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4683                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4684                         return 0;
4685                 }
4686
4687                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4688                         /* make me the ilb owner */
4689                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
4690                                 return 1;
4691                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4692                         int new_ilb;
4693
4694                         if (!(sched_smt_power_savings ||
4695                                                 sched_mc_power_savings))
4696                                 return 1;
4697                         /*
4698                          * Check to see if there is a more power-efficient
4699                          * ilb.
4700                          */
4701                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
4702                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
4703                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4704                                 resched_cpu(new_ilb);
4705                                 return 0;
4706                         }
4707                         return 1;
4708                 }
4709         } else {
4710                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4711                         return 0;
4712
4713                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4714
4715                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4716                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4717                                 BUG();
4718         }
4719         return 0;
4720 }
4721 #endif
4722
4723 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4724
4725 /*
4726  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4727  * and initiates a balancing operation if so.
4728  *
4729  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4730  */
4731 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4732 {
4733         int balance = 1;
4734         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4735         unsigned long interval;
4736         struct sched_domain *sd;
4737         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4738         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4739         int update_next_balance = 0;
4740         int need_serialize;
4741
4742         for_each_domain(cpu, sd) {
4743                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4744                         continue;
4745
4746                 interval = sd->balance_interval;
4747                 if (idle != CPU_IDLE)
4748                         interval *= sd->busy_factor;
4749
4750                 /* scale ms to jiffies */
4751                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4752                 if (unlikely(!interval))
4753                         interval = 1;
4754                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
4755                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
4756
4757                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4758
4759                 if (need_serialize) {
4760                         if (!spin_trylock(&balancing))
4761                                 goto out;
4762                 }
4763
4764                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4765                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4766                                 /*
4767                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4768                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
4769                                  * not idle.
4770                                  */
4771                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4772                         }
4773                         sd->last_balance = jiffies;
4774                 }
4775                 if (need_serialize)
4776                         spin_unlock(&balancing);
4777 out:
4778                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4779                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4780                         update_next_balance = 1;
4781                 }
4782
4783                 /*
4784                  * Stop the load balance at this level. There is another
4785                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4786                  * actively.
4787                  */
4788                 if (!balance)
4789                         break;
4790         }
4791
4792         /*
4793          * next_balance will be updated only when there is a need.
4794          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4795          * updated.
4796          */
4797         if (likely(update_next_balance))
4798                 rq->next_balance = next_balance;
4799 }
4800
4801 /*
4802  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4803  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
4804  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4805  */
4806 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4807 {
4808         int this_cpu = smp_processor_id();
4809         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4810         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
4811                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4812
4813         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4814
4815 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4816         /*
4817          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
4818          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4819          * stopped.
4820          */
4821         if (this_rq->idle_at_tick &&
4822             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
4823                 struct rq *rq;
4824                 int balance_cpu;
4825
4826                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
4827                         if (balance_cpu == this_cpu)
4828                                 continue;
4829
4830                         /*
4831                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4832                          * work being done for other cpus. Next load
4833                          * balancing owner will pick it up.
4834                          */
4835                         if (need_resched())
4836                                 break;
4837
4838                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4839
4840                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
4841                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4842                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4843                 }
4844         }
4845 #endif
4846 }
4847
4848 static inline int on_null_domain(int cpu)
4849 {
4850         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
4851 }
4852
4853 /*
4854  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4855  *
4856  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
4857  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
4858  * if the whole system is idle.
4859  */
4860 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4861 {
4862 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4863         /*
4864          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4865          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4866          * load balancer.
4867          */
4868         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4869                 rq->in_nohz_recently = 0;
4870
4871                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4872                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4873                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4874                 }
4875
4876                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4877                         int ilb = find_new_ilb(cpu);
4878
4879                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4880                                 resched_cpu(ilb);
4881                 }
4882         }
4883
4884         /*
4885          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4886          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4887          */
4888         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4889             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4890                 resched_cpu(cpu);
4891                 return;
4892         }
4893
4894         /*
4895          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4896          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4897          */
4898         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4899             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4900                 return;
4901 #endif
4902         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4903         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4904             likely(!on_null_domain(cpu)))
4905                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4906 }
4907
4908 #else   /* CONFIG_SMP */
4909
4910 /*
4911  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4912  */
4913 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4914 {
4915 }
4916
4917 #endif
4918
4919 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4920
4921 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4922
4923 /*
4924  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4925  * @p in case that task is currently running.
4926  *
4927  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4928  */
4929 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4930 {
4931         u64 ns = 0;
4932
4933         if (task_current(rq, p)) {
4934                 update_rq_clock(rq);
4935                 ns = rq->clock - p->se.exec_start;
4936                 if ((s64)ns < 0)
4937                         ns = 0;
4938         }
4939
4940         return ns;
4941 }
4942
4943 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4944 {
4945         unsigned long flags;
4946         struct rq *rq;
4947         u64 ns = 0;
4948
4949         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4950         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4951         task_rq_unlock(rq, &flags);
4952
4953         return ns;
4954 }
4955
4956 /*
4957  * Return accounted runtime for the task.
4958  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4959  * pending runtime that have not been accounted yet.
4960  */
4961 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4962 {
4963         unsigned long flags;
4964         struct rq *rq;
4965         u64 ns = 0;
4966
4967         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4968         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4969         task_rq_unlock(rq, &flags);
4970
4971         return ns;
4972 }
4973
4974 /*
4975  * Return sum_exec_runtime for the thread group.
4976  * In case the task is currently running, return the sum plus current's
4977  * pending runtime that have not been accounted yet.
4978  *
4979  * Note that the thread group might have other running tasks as well,
4980  * so the return value not includes other pending runtime that other
4981  * running tasks might have.
4982  */
4983 unsigned long long thread_group_sched_runtime(struct task_struct *p)
4984 {
4985         struct task_cputime totals;
4986         unsigned long flags;
4987         struct rq *rq;
4988         u64 ns;
4989
4990         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4991         thread_group_cputime(p, &totals);
4992         ns = totals.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4993         task_rq_unlock(rq, &flags);
4994
4995         return ns;
4996 }
4997
4998 /*
4999  * Account user cpu time to a process.
5000  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5001  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
5002  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5003  */
5004 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5005                        cputime_t cputime_scaled)
5006 {
5007         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5008         cputime64_t tmp;
5009
5010         /* Add user time to process. */
5011         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5012         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5013         account_group_user_time(p, cputime);
5014
5015         /* Add user time to cpustat. */
5016         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5017         if (TASK_NICE(p) > 0)
5018                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
5019         else
5020                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5021
5022         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
5023         /* Account for user time used */
5024         acct_update_integrals(p);
5025 }
5026
5027 /*
5028  * Account guest cpu time to a process.
5029  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5030  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
5031  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5032  */
5033 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5034                                cputime_t cputime_scaled)
5035 {
5036         cputime64_t tmp;
5037         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5038
5039         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5040
5041         /* Add guest time to process. */
5042         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5043         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5044         account_group_user_time(p, cputime);
5045         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
5046
5047         /* Add guest time to cpustat. */
5048         cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5049         cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
5050 }
5051
5052 /*
5053  * Account system cpu time to a process.
5054  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5055  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
5056  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
5057  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5058  */
5059 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
5060                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
5061 {
5062         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5063         cputime64_t tmp;
5064
5065         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
5066                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
5067                 return;
5068         }
5069
5070         /* Add system time to process. */
5071         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
5072         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
5073         account_group_system_time(p, cputime);
5074
5075         /* Add system time to cpustat. */
5076         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5077         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
5078                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
5079         else if (softirq_count())
5080                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
5081         else
5082                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
5083
5084         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
5085
5086         /* Account for system time used */
5087         acct_update_integrals(p);
5088 }
5089
5090 /*
5091  * Account for involuntary wait time.
5092  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
5093  */
5094 void account_steal_time(cputime_t cputime)
5095 {
5096         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5097         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5098
5099         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
5100 }
5101
5102 /*
5103  * Account for idle time.
5104  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
5105  */
5106 void account_idle_time(cputime_t cputime)
5107 {
5108         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5109         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5110         struct rq *rq = this_rq();
5111
5112         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
5113                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
5114         else
5115                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
5116 }
5117
5118 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5119
5120 /*
5121  * Account a single tick of cpu time.
5122  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5123  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
5124  */
5125 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
5126 {
5127         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
5128         struct rq *rq = this_rq();
5129
5130         if (user_tick)
5131                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
5132         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
5133                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
5134                                     one_jiffy_scaled);
5135         else
5136                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
5137 }
5138
5139 /*
5140  * Account multiple ticks of steal time.
5141  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
5142  * @ticks: number of stolen ticks
5143  */
5144 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
5145 {
5146         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5147 }
5148
5149 /*
5150  * Account multiple ticks of idle time.
5151  * @ticks: number of stolen ticks
5152  */
5153 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
5154 {
5155         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5156 }
5157
5158 #endif
5159
5160 /*
5161  * Use precise platform statistics if available:
5162  */
5163 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5164 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
5165 {
5166         return p->utime;
5167 }
5168
5169 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
5170 {
5171         return p->stime;
5172 }
5173 #else
5174 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
5175 {
5176         clock_t utime = cputime_to_clock_t(p->utime),
5177                 total = utime + cputime_to_clock_t(p->stime);
5178         u64 temp;
5179
5180         /*
5181          * Use CFS's precise accounting:
5182          */
5183         temp = (u64)nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime);
5184
5185         if (total) {
5186                 temp *= utime;
5187                 do_div(temp, total);
5188         }
5189         utime = (clock_t)temp;
5190
5191         p->prev_utime = max(p->prev_utime, clock_t_to_cputime(utime));
5192         return p->prev_utime;
5193 }
5194
5195 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
5196 {
5197         clock_t stime;
5198
5199         /*
5200          * Use CFS's precise accounting. (we subtract utime from
5201          * the total, to make sure the total observed by userspace
5202          * grows monotonically - apps rely on that):
5203          */
5204         stime = nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime) -
5205                         cputime_to_clock_t(task_utime(p));
5206
5207         if (stime >= 0)
5208                 p->prev_stime = max(p->prev_stime, clock_t_to_cputime(stime));
5209
5210         return p->prev_stime;
5211 }
5212 #endif
5213
5214 inline cputime_t task_gtime(struct task_struct *p)
5215 {
5216         return p->gtime;
5217 }
5218
5219 /*
5220  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5221  * We call it with interrupts disabled.
5222  *
5223  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
5224  * timeslices.
5225  */
5226 void scheduler_tick(void)
5227 {
5228         int cpu = smp_processor_id();
5229         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5230         struct task_struct *curr = rq->curr;
5231
5232         sched_clock_tick();
5233
5234         spin_lock(&rq->lock);
5235         update_rq_clock(rq);
5236         update_cpu_load(rq);
5237         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5238         spin_unlock(&rq->lock);
5239
5240         perf_event_task_tick(curr, cpu);
5241
5242 #ifdef CONFIG_SMP
5243         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
5244         trigger_load_balance(rq, cpu);
5245 #endif
5246 }
5247
5248 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
5249 {
5250         if (in_lock_functions(addr)) {
5251                 addr = CALLER_ADDR2;
5252                 if (in_lock_functions(addr))
5253                         addr = CALLER_ADDR3;
5254         }
5255         return addr;
5256 }
5257
5258 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5259                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
5260
5261 void __kprobes add_preempt_count(int val)
5262 {
5263 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5264         /*
5265          * Underflow?
5266          */
5267         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5268                 return;
5269 #endif
5270         preempt_count() += val;
5271 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5272         /*
5273          * Spinlock count overflowing soon?
5274          */
5275         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5276                                 PREEMPT_MASK - 10);
5277 #endif
5278         if (preempt_count() == val)
5279                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5280 }
5281 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
5282
5283 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
5284 {
5285 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5286         /*
5287          * Underflow?
5288          */
5289         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5290                 return;
5291         /*
5292          * Is the spinlock portion underflowing?
5293          */
5294         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5295                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5296                 return;
5297 #endif
5298
5299         if (preempt_count() == val)
5300                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5301         preempt_count() -= val;
5302 }
5303 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
5304
5305 #endif
5306
5307 /*
5308  * Print scheduling while atomic bug:
5309  */
5310 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5311 {
5312         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
5313
5314         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5315                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5316
5317         debug_show_held_locks(prev);
5318         print_modules();
5319         if (irqs_disabled())
5320                 print_irqtrace_events(prev);
5321
5322         if (regs)
5323                 show_regs(regs);
5324         else
5325                 dump_stack();
5326 }
5327
5328 /*
5329  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5330  */
5331 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
5332 {
5333         /*
5334          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
5335          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
5336          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
5337          */
5338         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
5339                 __schedule_bug(prev);
5340
5341         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5342
5343         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
5344 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5345         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
5346                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
5347                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
5348         }
5349 #endif
5350 }
5351
5352 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5353 {
5354         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime - p->se.prev_sum_exec_runtime;
5355
5356         update_avg(&p->se.avg_running, runtime);
5357
5358         if (p->state == TASK_RUNNING) {
5359                 /*
5360                  * In order to avoid avg_overlap growing stale when we are
5361                  * indeed overlapping and hence not getting put to sleep, grow
5362                  * the avg_overlap on preemption.
5363                  *
5364                  * We use the average preemption runtime because that
5365                  * correlates to the amount of cache footprint a task can
5366                  * build up.
5367                  */
5368                 runtime = min_t(u64, runtime, 2*sysctl_sched_migration_cost);
5369                 update_avg(&p->se.avg_overlap, runtime);
5370         } else {
5371                 update_avg(&p->se.avg_running, 0);
5372         }
5373         p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5374 }
5375
5376 /*
5377  * Pick up the highest-prio task:
5378  */
5379 static inline struct task_struct *
5380 pick_next_task(struct rq *rq)
5381 {
5382         const struct sched_class *class;
5383         struct task_struct *p;
5384
5385         /*
5386          * Optimization: we know that if all tasks are in
5387          * the fair class we can call that function directly:
5388          */
5389         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
5390                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
5391                 if (likely(p))
5392                         return p;
5393         }
5394
5395         class = sched_class_highest;
5396         for ( ; ; ) {
5397                 p = class->pick_next_task(rq);
5398                 if (p)
5399                         return p;
5400                 /*
5401                  * Will never be NULL as the idle class always
5402                  * returns a non-NULL p:
5403                  */
5404                 class = class->next;
5405         }
5406 }
5407
5408 /*
5409  * schedule() is the main scheduler function.
5410  */
5411 asmlinkage void __sched schedule(void)
5412 {
5413         struct task_struct *prev, *next;
5414         unsigned long *switch_count;
5415         struct rq *rq;
5416         int cpu;
5417
5418 need_resched:
5419         preempt_disable();
5420         cpu = smp_processor_id();
5421         rq = cpu_rq(cpu);
5422         rcu_sched_qs(cpu);
5423         prev = rq->curr;
5424         switch_count = &prev->nivcsw;
5425
5426         release_kernel_lock(prev);
5427 need_resched_nonpreemptible:
5428
5429         schedule_debug(prev);
5430
5431         if (sched_feat(HRTICK))
5432                 hrtick_clear(rq);
5433
5434         spin_lock_irq(&rq->lock);
5435         update_rq_clock(rq);
5436         clear_tsk_need_resched(prev);
5437
5438         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
5439                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
5440                         prev->state = TASK_RUNNING;
5441                 else
5442                         deactivate_task(rq, prev, 1);
5443                 switch_count = &prev->nvcsw;
5444         }
5445
5446         pre_schedule(rq, prev);
5447
5448         if (unlikely(!rq->nr_running))
5449                 idle_balance(cpu, rq);
5450
5451         put_prev_task(rq, prev);
5452         next = pick_next_task(rq);
5453
5454         if (likely(prev != next)) {
5455                 sched_info_switch(prev, next);
5456                 perf_event_task_sched_out(prev, next, cpu);
5457
5458                 rq->nr_switches++;
5459                 rq->curr = next;
5460                 ++*switch_count;
5461
5462                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
5463                 /*
5464                  * the context switch might have flipped the stack from under
5465                  * us, hence refresh the local variables.
5466                  */
5467                 cpu = smp_processor_id();
5468                 rq = cpu_rq(cpu);
5469         } else
5470                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
5471
5472         post_schedule(rq);
5473
5474         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
5475                 goto need_resched_nonpreemptible;
5476
5477         preempt_enable_no_resched();
5478         if (need_resched())
5479                 goto need_resched;
5480 }
5481 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5482
5483 #ifdef CONFIG_SMP
5484 /*
5485  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
5486  * access and not reliable.
5487  */
5488 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct thread_info *owner)
5489 {
5490         unsigned int cpu;
5491         struct rq *rq;
5492
5493         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
5494                 return 0;
5495
5496 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
5497         /*
5498          * Need to access the cpu field knowing that
5499          * DEBUG_PAGEALLOC could have unmapped it if
5500          * the mutex owner just released it and exited.
5501          */
5502         if (probe_kernel_address(&owner->cpu, cpu))
5503                 goto out;
5504 #else
5505         cpu = owner->cpu;
5506 #endif
5507
5508         /*
5509          * Even if the access succeeded (likely case),
5510          * the cpu field may no longer be valid.
5511          */
5512         if (cpu >= nr_cpumask_bits)
5513                 goto out;
5514
5515         /*
5516          * We need to validate that we can do a
5517          * get_cpu() and that we have the percpu area.
5518          */
5519         if (!cpu_online(cpu))
5520                 goto out;
5521
5522         rq = cpu_rq(cpu);
5523
5524         for (;;) {
5525                 /*
5526                  * Owner changed, break to re-assess state.
5527                  */
5528                 if (lock->owner != owner)
5529                         break;
5530
5531                 /*
5532                  * Is that owner really running on that cpu?
5533                  */
5534                 if (task_thread_info(rq->curr) != owner || need_resched())
5535                         return 0;
5536
5537                 cpu_relax();
5538         }
5539 out:
5540         return 1;
5541 }
5542 #endif
5543
5544 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5545 /*
5546  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5547  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
5548  * occur there and call schedule directly.
5549  */
5550 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
5551 {
5552         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5553
5554         /*
5555          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5556          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5557          */
5558         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
5559                 return;
5560
5561         do {
5562                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5563                 schedule();
5564                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5565
5566                 /*
5567                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5568                  * between schedule and now.
5569                  */
5570                 barrier();
5571         } while (need_resched());
5572 }
5573 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5574
5575 /*
5576  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
5577  * off of irq context.
5578  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5579  * protect us against recursive calling from irq.
5580  */
5581 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
5582 {
5583         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5584
5585         /* Catch callers which need to be fixed */
5586         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
5587
5588         do {
5589                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5590                 local_irq_enable();
5591                 schedule();
5592                 local_irq_disable();
5593                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5594
5595                 /*
5596                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5597                  * between schedule and now.
5598                  */
5599                 barrier();
5600         } while (need_resched());
5601 }
5602
5603 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
5604
5605 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
5606                           void *key)
5607 {
5608         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
5609 }
5610 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5611
5612 /*
5613  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
5614  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
5615  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
5616  *
5617  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
5618  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
5619  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
5620  */
5621 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5622                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
5623 {
5624         wait_queue_t *curr, *next;
5625
5626         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
5627                 unsigned flags = curr->flags;
5628
5629                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
5630                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
5631                         break;
5632         }
5633 }
5634
5635 /**
5636  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
5637  * @q: the waitqueue
5638  * @mode: which threads
5639  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5640  * @key: is directly passed to the wakeup function
5641  *
5642  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5643  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5644  */
5645 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5646                         int nr_exclusive, void *key)
5647 {
5648         unsigned long flags;
5649
5650         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5651         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
5652         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5653 }
5654 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
5655
5656 /*
5657  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
5658  */
5659 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
5660 {
5661         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
5662 }
5663
5664 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
5665 {
5666         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
5667 }
5668
5669 /**
5670  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
5671  * @q: the waitqueue
5672  * @mode: which threads
5673  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5674  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
5675  *
5676  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
5677  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
5678  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
5679  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
5680  *
5681  * On UP it can prevent extra preemption.
5682  *
5683  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5684  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5685  */
5686 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5687                         int nr_exclusive, void *key)
5688 {
5689         unsigned long flags;
5690         int wake_flags = WF_SYNC;
5691
5692         if (unlikely(!q))
5693                 return;
5694
5695         if (unlikely(!nr_exclusive))
5696                 wake_flags = 0;
5697
5698         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5699         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
5700         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5701 }
5702 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
5703
5704 /*
5705  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
5706  */
5707 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
5708 {
5709         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
5710 }
5711 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
5712
5713 /**
5714  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
5715  * @x:  holds the state of this particular completion
5716  *
5717  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
5718  * awakened in the same order in which they were queued.
5719  *
5720  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
5721  *
5722  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5723  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5724  */
5725 void complete(struct completion *x)
5726 {
5727         unsigned long flags;
5728
5729         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5730         x->done++;
5731         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
5732         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5733 }
5734 EXPORT_SYMBOL(complete);
5735
5736 /**
5737  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
5738  * @x:  holds the state of this particular completion
5739  *
5740  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
5741  *
5742  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5743  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5744  */
5745 void complete_all(struct completion *x)
5746 {
5747         unsigned long flags;
5748
5749         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5750         x->done += UINT_MAX/2;
5751         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
5752         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5753 }
5754 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
5755
5756 static inline long __sched
5757 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5758 {
5759         if (!x->done) {
5760                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
5761
5762                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
5763                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
5764                 do {
5765                         if (signal_pending_state(state, current)) {
5766                                 timeout = -ERESTARTSYS;
5767                                 break;
5768                         }
5769                         __set_current_state(state);
5770                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5771                         timeout = schedule_timeout(timeout);
5772                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5773                 } while (!x->done && timeout);
5774                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
5775                 if (!x->done)
5776                         return timeout;
5777         }
5778         x->done--;
5779         return timeout ?: 1;
5780 }
5781
5782 static long __sched
5783 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5784 {
5785         might_sleep();
5786
5787         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5788         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5789         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5790         return timeout;
5791 }
5792
5793 /**
5794  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5795  * @x:  holds the state of this particular completion
5796  *
5797  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5798  * interruptible and there is no timeout.
5799  *
5800  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5801  * and interrupt capability. Also see complete().
5802  */
5803 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5804 {
5805         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5806 }
5807 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5808
5809 /**
5810  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5811  * @x:  holds the state of this particular completion
5812  * @timeout:  timeout value in jiffies
5813  *
5814  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5815  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5816  * interruptible.
5817  */
5818 unsigned long __sched
5819 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5820 {
5821         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5822 }
5823 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5824
5825 /**
5826  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5827  * @x:  holds the state of this particular completion
5828  *
5829  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5830  * interruptible.
5831  */
5832 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5833 {
5834         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5835         if (t == -ERESTARTSYS)
5836                 return t;
5837         return 0;
5838 }
5839 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5840
5841 /**
5842  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5843  * @x:  holds the state of this particular completion
5844  * @timeout:  timeout value in jiffies
5845  *
5846  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5847  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5848  */
5849 unsigned long __sched
5850 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5851                                           unsigned long timeout)
5852 {
5853         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5854 }
5855 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5856
5857 /**
5858  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5859  * @x:  holds the state of this particular completion
5860  *
5861  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5862  * interrupted by a kill signal.
5863  */
5864 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5865 {
5866         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5867         if (t == -ERESTARTSYS)
5868                 return t;
5869         return 0;
5870 }
5871 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5872
5873 /**
5874  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5875  *      @x:     completion structure
5876  *
5877  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5878  *               1 if a decrement succeeded.
5879  *
5880  *      If a completion is being used as a counting completion,
5881  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5882  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5883  *      is protecting is not available.
5884  */
5885 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5886 {
5887         int ret = 1;
5888
5889         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5890         if (!x->done)
5891                 ret = 0;
5892         else
5893                 x->done--;
5894         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5895         return ret;
5896 }
5897 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5898
5899 /**
5900  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5901  *      @x:     completion structure
5902  *
5903  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5904  *               1 if there are no waiters.
5905  *
5906  */
5907 bool completion_done(struct completion *x)
5908 {
5909         int ret = 1;
5910
5911         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5912         if (!x->done)
5913                 ret = 0;
5914         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5915         return ret;
5916 }
5917 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5918
5919 static long __sched
5920 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5921 {
5922         unsigned long flags;
5923         wait_queue_t wait;
5924
5925         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5926
5927         __set_current_state(state);
5928
5929         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5930         __add_wait_queue(q, &wait);
5931         spin_unlock(&q->lock);
5932         timeout = schedule_timeout(timeout);
5933         spin_lock_irq(&q->lock);
5934         __remove_wait_queue(q, &wait);
5935         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5936
5937         return timeout;
5938 }
5939
5940 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5941 {
5942         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5943 }
5944 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
5945
5946 long __sched
5947 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5948 {
5949         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
5950 }
5951 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
5952
5953 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5954 {
5955         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5956 }
5957 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
5958
5959 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5960 {
5961         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
5962 }
5963 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
5964
5965 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5966
5967 /*
5968  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5969  * @p: task
5970  * @prio: prio value (kernel-internal form)
5971  *
5972  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
5973  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
5974  *
5975  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
5976  */
5977 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
5978 {
5979         unsigned long flags;
5980         int oldprio, on_rq, running;
5981         struct rq *rq;
5982         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
5983
5984         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
5985
5986         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5987         update_rq_clock(rq);
5988
5989         oldprio = p->prio;
5990         on_rq = p->se.on_rq;
5991         running = task_current(rq, p);
5992         if (on_rq)
5993                 dequeue_task(rq, p, 0);
5994         if (running)
5995                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5996
5997         if (rt_prio(prio))
5998                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5999         else
6000                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6001
6002         p->prio = prio;
6003
6004         if (running)
6005                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6006         if (on_rq) {
6007                 enqueue_task(rq, p, 0);
6008
6009                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6010         }
6011         task_rq_unlock(rq, &flags);
6012 }
6013
6014 #endif
6015
6016 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6017 {
6018         int old_prio, delta, on_rq;
6019         unsigned long flags;
6020         struct rq *rq;
6021
6022         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
6023                 return;
6024         /*
6025          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6026          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6027          */
6028         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6029         update_rq_clock(rq);
6030         /*
6031          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
6032          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
6033          * it wont have any effect on scheduling until the task is
6034          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
6035          */
6036         if (task_has_rt_policy(p)) {
6037                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6038                 goto out_unlock;
6039         }
6040         on_rq = p->se.on_rq;
6041         if (on_rq)
6042                 dequeue_task(rq, p, 0);
6043
6044         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6045         set_load_weight(p);
6046         old_prio = p->prio;
6047         p->prio = effective_prio(p);
6048         delta = p->prio - old_prio;
6049
6050         if (on_rq) {
6051                 enqueue_task(rq, p, 0);
6052                 /*
6053                  * If the task increased its priority or is running and
6054                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
6055                  */
6056                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
6057                         resched_task(rq->curr);
6058         }
6059 out_unlock:
6060         task_rq_unlock(rq, &flags);
6061 }
6062 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
6063
6064 /*
6065  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
6066  * @p: task
6067  * @nice: nice value
6068  */
6069 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
6070 {
6071         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
6072         int nice_rlim = 20 - nice;
6073
6074         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
6075                 capable(CAP_SYS_NICE));
6076 }
6077
6078 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
6079
6080 /*
6081  * sys_nice - change the priority of the current process.
6082  * @increment: priority increment
6083  *
6084  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
6085  * does similar things.
6086  */
6087 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
6088 {
6089         long nice, retval;
6090
6091         /*
6092          * Setpriority might change our priority at the same moment.
6093          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
6094          * and we have a single winner.
6095          */
6096         if (increment < -40)
6097                 increment = -40;
6098         if (increment > 40)
6099                 increment = 40;
6100
6101         nice = TASK_NICE(current) + increment;
6102         if (nice < -20)
6103                 nice = -20;
6104         if (nice > 19)
6105                 nice = 19;
6106
6107         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
6108                 return -EPERM;
6109
6110         retval = security_task_setnice(current, nice);
6111         if (retval)
6112                 return retval;
6113
6114         set_user_nice(current, nice);
6115         return 0;
6116 }
6117
6118 #endif
6119
6120 /**
6121  * task_prio - return the priority value of a given task.
6122  * @p: the task in question.
6123  *
6124  * This is the priority value as seen by users in /proc.
6125  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
6126  * around 0, value goes from -16 to +15.
6127  */
6128 int task_prio(const struct task_struct *p)
6129 {
6130         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6131 }
6132
6133 /**
6134  * task_nice - return the nice value of a given task.
6135  * @p: the task in question.
6136  */
6137 int task_nice(const struct task_struct *p)
6138 {
6139         return TASK_NICE(p);
6140 }
6141 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
6142
6143 /**
6144  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
6145  * @cpu: the processor in question.
6146  */
6147 int idle_cpu(int cpu)
6148 {
6149         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
6150 }
6151
6152 /**
6153  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
6154  * @cpu: the processor in question.
6155  */
6156 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6157 {
6158         return cpu_rq(cpu)->idle;
6159 }
6160
6161 /**
6162  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
6163  * @pid: the pid in question.
6164  */
6165 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
6166 {
6167         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6168 }
6169
6170 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
6171 static void
6172 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
6173 {
6174         BUG_ON(p->se.on_rq);
6175
6176         p->policy = policy;
6177         switch (p->policy) {
6178         case SCHED_NORMAL:
6179         case SCHED_BATCH:
6180         case SCHED_IDLE:
6181                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6182                 break;
6183         case SCHED_FIFO:
6184         case SCHED_RR:
6185                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6186                 break;
6187         }
6188
6189         p->rt_priority = prio;
6190         p->normal_prio = normal_prio(p);
6191         /* we are holding p->pi_lock already */
6192         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
6193         set_load_weight(p);
6194 }
6195
6196 /*
6197  * check the target process has a UID that matches the current process's
6198  */
6199 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
6200 {
6201         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
6202         bool match;
6203
6204         rcu_read_lock();
6205         pcred = __task_cred(p);
6206         match = (cred->euid == pcred->euid ||
6207                  cred->euid == pcred->uid);
6208         rcu_read_unlock();
6209         return match;
6210 }
6211
6212 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6213                                 struct sched_param *param, bool user)
6214 {
6215         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
6216         unsigned long flags;
6217         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6218         struct rq *rq;
6219         int reset_on_fork;
6220
6221         /* may grab non-irq protected spin_locks */
6222         BUG_ON(in_interrupt());
6223 recheck:
6224         /* double check policy once rq lock held */
6225         if (policy < 0) {
6226                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
6227                 policy = oldpolicy = p->policy;
6228         } else {
6229                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
6230                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
6231
6232                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
6233                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
6234                                 policy != SCHED_IDLE)
6235                         return -EINVAL;
6236         }
6237
6238         /*
6239          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
6240          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
6241          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
6242          */
6243         if (param->sched_priority < 0 ||
6244             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
6245             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
6246                 return -EINVAL;
6247         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
6248                 return -EINVAL;
6249
6250         /*
6251          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
6252          */
6253         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
6254                 if (rt_policy(policy)) {
6255                         unsigned long rlim_rtprio;
6256
6257                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
6258                                 return -ESRCH;
6259                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
6260                         unlock_task_sighand(p, &flags);
6261
6262                         /* can't set/change the rt policy */
6263                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
6264                                 return -EPERM;
6265
6266                         /* can't increase priority */
6267                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
6268                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
6269                                 return -EPERM;
6270                 }
6271                 /*
6272                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
6273                  * move out of SCHED_IDLE either:
6274                  */
6275                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
6276                         return -EPERM;
6277
6278                 /* can't change other user's priorities */
6279                 if (!check_same_owner(p))
6280                         return -EPERM;
6281
6282                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
6283                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
6284                         return -EPERM;
6285         }
6286
6287         if (user) {
6288 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6289                 /*
6290                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
6291                  * assigned.
6292                  */
6293                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
6294                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6295                         return -EPERM;
6296 #endif
6297
6298                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
6299                 if (retval)
6300                         return retval;
6301         }
6302
6303         /*
6304          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
6305          * changing the priority of the task:
6306          */
6307         spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6308         /*
6309          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
6310          * runqueue lock must be held.
6311          */
6312         rq = __task_rq_lock(p);
6313         /* recheck policy now with rq lock held */
6314         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
6315                 policy = oldpolicy = -1;
6316                 __task_rq_unlock(rq);
6317                 spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6318                 goto recheck;
6319         }
6320         update_rq_clock(rq);
6321         on_rq = p->se.on_rq;
6322         running = task_current(rq, p);
6323         if (on_rq)
6324                 deactivate_task(rq, p, 0);
6325         if (running)
6326                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6327
6328         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
6329
6330         oldprio = p->prio;
6331         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
6332
6333         if (running)
6334                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6335         if (on_rq) {
6336                 activate_task(rq, p, 0);
6337
6338                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6339         }
6340         __task_rq_unlock(rq);
6341         spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6342
6343         rt_mutex_adjust_pi(p);
6344
6345         return 0;
6346 }
6347
6348 /**
6349  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
6350  * @p: the task in question.
6351  * @policy: new policy.
6352  * @param: structure containing the new RT priority.
6353  *
6354  * NOTE that the task may be already dead.
6355  */
6356 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6357                        struct sched_param *param)
6358 {
6359         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
6360 }
6361 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
6362
6363 /**
6364  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
6365  * @p: the task in question.
6366  * @policy: new policy.
6367  * @param: structure containing the new RT priority.
6368  *
6369  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
6370  * current context has permission.  For example, this is needed in
6371  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
6372  * but our caller might not have that capability.
6373  */
6374 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
6375                                struct sched_param *param)
6376 {
6377         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
6378 }
6379
6380 static int
6381 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
6382 {
6383         struct sched_param lparam;
6384         struct task_struct *p;
6385         int retval;
6386
6387         if (!param || pid < 0)
6388                 return -EINVAL;
6389         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
6390                 return -EFAULT;
6391
6392         rcu_read_lock();
6393         retval = -ESRCH;
6394         p = find_process_by_pid(pid);
6395         if (p != NULL)
6396                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
6397         rcu_read_unlock();
6398
6399         return retval;
6400 }
6401
6402 /**
6403  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
6404  * @pid: the pid in question.
6405  * @policy: new policy.
6406  * @param: structure containing the new RT priority.
6407  */
6408 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
6409                 struct sched_param __user *, param)
6410 {
6411         /* negative values for policy are not valid */
6412         if (policy < 0)
6413                 return -EINVAL;
6414
6415         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
6416 }
6417
6418 /**
6419  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
6420  * @pid: the pid in question.
6421  * @param: structure containing the new RT priority.
6422  */
6423 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6424 {
6425         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
6426 }
6427
6428 /**
6429  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6430  * @pid: the pid in question.
6431  */
6432 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6433 {
6434         struct task_struct *p;
6435         int retval;
6436
6437         if (pid < 0)
6438                 return -EINVAL;
6439
6440         retval = -ESRCH;
6441         read_lock(&tasklist_lock);
6442         p = find_process_by_pid(pid);
6443         if (p) {
6444                 retval = security_task_getscheduler(p);
6445                 if (!retval)
6446                         retval = p->policy
6447                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
6448         }
6449         read_unlock(&tasklist_lock);
6450         return retval;
6451 }
6452
6453 /**
6454  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
6455  * @pid: the pid in question.
6456  * @param: structure containing the RT priority.
6457  */
6458 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6459 {
6460         struct sched_param lp;
6461         struct task_struct *p;
6462         int retval;
6463
6464         if (!param || pid < 0)
6465                 return -EINVAL;
6466
6467         read_lock(&tasklist_lock);
6468         p = find_process_by_pid(pid);
6469         retval = -ESRCH;
6470         if (!p)
6471                 goto out_unlock;
6472
6473         retval = security_task_getscheduler(p);
6474         if (retval)
6475                 goto out_unlock;
6476
6477         lp.sched_priority = p->rt_priority;
6478         read_unlock(&tasklist_lock);
6479
6480         /*
6481          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6482          */
6483         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6484
6485         return retval;
6486
6487 out_unlock:
6488         read_unlock(&tasklist_lock);
6489         return retval;
6490 }
6491
6492 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6493 {
6494         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6495         struct task_struct *p;
6496         int retval;
6497
6498         get_online_cpus();
6499         read_lock(&tasklist_lock);
6500
6501         p = find_process_by_pid(pid);
6502         if (!p) {
6503                 read_unlock(&tasklist_lock);
6504                 put_online_cpus();
6505                 return -ESRCH;
6506         }
6507
6508         /*
6509          * It is not safe to call set_cpus_allowed with the
6510          * tasklist_lock held. We will bump the task_struct's
6511          * usage count and then drop tasklist_lock.
6512          */
6513         get_task_struct(p);
6514         read_unlock(&tasklist_lock);
6515
6516         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6517                 retval = -ENOMEM;
6518                 goto out_put_task;
6519         }
6520         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6521                 retval = -ENOMEM;
6522                 goto out_free_cpus_allowed;
6523         }
6524         retval = -EPERM;
6525         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
6526                 goto out_unlock;
6527
6528         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
6529         if (retval)
6530                 goto out_unlock;
6531
6532         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6533         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6534  again:
6535         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
6536
6537         if (!retval) {
6538                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6539                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6540                         /*
6541                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6542                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6543                          * cpuset's cpus_allowed
6544                          */
6545                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6546                         goto again;
6547                 }
6548         }
6549 out_unlock:
6550         free_cpumask_var(new_mask);
6551 out_free_cpus_allowed:
6552         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6553 out_put_task:
6554         put_task_struct(p);
6555         put_online_cpus();
6556         return retval;
6557 }
6558
6559 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6560                              struct cpumask *new_mask)
6561 {
6562         if (len < cpumask_size())
6563                 cpumask_clear(new_mask);
6564         else if (len > cpumask_size())
6565                 len = cpumask_size();
6566
6567         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6568 }
6569
6570 /**
6571  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
6572  * @pid: pid of the process
6573  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6574  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
6575  */
6576 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6577                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6578 {
6579         cpumask_var_t new_mask;
6580         int retval;
6581
6582         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6583                 return -ENOMEM;
6584
6585         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6586         if (retval == 0)
6587                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6588         free_cpumask_var(new_mask);
6589         return retval;
6590 }
6591
6592 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6593 {
6594         struct task_struct *p;
6595         int retval;
6596
6597         get_online_cpus();
6598         read_lock(&tasklist_lock);
6599
6600         retval = -ESRCH;
6601         p = find_process_by_pid(pid);
6602         if (!p)
6603                 goto out_unlock;
6604
6605         retval = security_task_getscheduler(p);
6606         if (retval)
6607                 goto out_unlock;
6608
6609         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6610
6611 out_unlock:
6612         read_unlock(&tasklist_lock);
6613         put_online_cpus();
6614
6615         return retval;
6616 }
6617
6618 /**
6619  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
6620  * @pid: pid of the process
6621  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6622  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
6623  */
6624 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6625                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6626 {
6627         int ret;
6628         cpumask_var_t mask;
6629
6630         if (len < cpumask_size())
6631                 return -EINVAL;
6632
6633         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6634                 return -ENOMEM;
6635
6636         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6637         if (ret == 0) {
6638                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, cpumask_size()))
6639                         ret = -EFAULT;
6640                 else
6641                         ret = cpumask_size();
6642         }
6643         free_cpumask_var(mask);
6644
6645         return ret;
6646 }
6647
6648 /**
6649  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6650  *
6651  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6652  * other threads running on this CPU then this function will return.
6653  */
6654 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6655 {
6656         struct rq *rq = this_rq_lock();
6657
6658         schedstat_inc(rq, yld_count);
6659         current->sched_class->yield_task(rq);
6660
6661         /*
6662          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6663          * no need to preempt or enable interrupts:
6664          */
6665         __release(rq->lock);
6666         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
6667         _raw_spin_unlock(&rq->lock);
6668         preempt_enable_no_resched();
6669
6670         schedule();
6671
6672         return 0;
6673 }
6674
6675 static inline int should_resched(void)
6676 {
6677         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
6678 }
6679
6680 static void __cond_resched(void)
6681 {
6682         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6683         schedule();
6684         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6685 }
6686
6687 int __sched _cond_resched(void)
6688 {
6689         if (should_resched()) {
6690                 __cond_resched();
6691                 return 1;
6692         }
6693         return 0;
6694 }
6695 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6696
6697 /*
6698  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6699  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6700  *
6701  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
6702  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6703  * spin_unlock(), once by hand).
6704  */
6705 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6706 {
6707         int resched = should_resched();
6708         int ret = 0;
6709
6710         lockdep_assert_held(lock);
6711
6712         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6713                 spin_unlock(lock);
6714                 if (resched)
6715                         __cond_resched();
6716                 else
6717                         cpu_relax();
6718                 ret = 1;
6719                 spin_lock(lock);
6720         }
6721         return ret;
6722 }
6723 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
6724
6725 int __sched __cond_resched_softirq(void)
6726 {
6727         BUG_ON(!in_softirq());
6728
6729         if (should_resched()) {
6730                 local_bh_enable();
6731                 __cond_resched();
6732                 local_bh_disable();
6733                 return 1;
6734         }
6735         return 0;
6736 }
6737 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
6738
6739 /**
6740  * yield - yield the current processor to other threads.
6741  *
6742  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6743  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6744  */
6745 void __sched yield(void)
6746 {
6747         set_current_state(TASK_RUNNING);
6748         sys_sched_yield();
6749 }
6750 EXPORT_SYMBOL(yield);
6751
6752 /*
6753  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6754  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6755  */
6756 void __sched io_schedule(void)
6757 {
6758         struct rq *rq = raw_rq();
6759
6760         delayacct_blkio_start();
6761         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6762         current->in_iowait = 1;
6763         schedule();
6764         current->in_iowait = 0;
6765         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6766         delayacct_blkio_end();
6767 }
6768 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6769
6770 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6771 {
6772         struct rq *rq = raw_rq();
6773         long ret;
6774
6775         delayacct_blkio_start();
6776         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6777         current->in_iowait = 1;
6778         ret = schedule_timeout(timeout);
6779         current->in_iowait = 0;
6780         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6781         delayacct_blkio_end();
6782         return ret;
6783 }
6784
6785 /**
6786  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6787  * @policy: scheduling class.
6788  *
6789  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6790  * by a given scheduling class.
6791  */
6792 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6793 {
6794         int ret = -EINVAL;
6795
6796         switch (policy) {
6797         case SCHED_FIFO:
6798         case SCHED_RR:
6799                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6800                 break;
6801         case SCHED_NORMAL:
6802         case SCHED_BATCH:
6803         case SCHED_IDLE:
6804                 ret = 0;
6805                 break;
6806         }
6807         return ret;
6808 }
6809
6810 /**
6811  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6812  * @policy: scheduling class.
6813  *
6814  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6815  * by a given scheduling class.
6816  */
6817 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6818 {
6819         int ret = -EINVAL;
6820
6821         switch (policy) {
6822         case SCHED_FIFO:
6823         case SCHED_RR:
6824                 ret = 1;
6825                 break;
6826         case SCHED_NORMAL:
6827         case SCHED_BATCH:
6828         case SCHED_IDLE:
6829                 ret = 0;
6830         }
6831         return ret;
6832 }
6833
6834 /**
6835  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6836  * @pid: pid of the process.
6837  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6838  *
6839  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6840  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6841  */
6842 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6843                 struct timespec __user *, interval)
6844 {
6845         struct task_struct *p;
6846         unsigned int time_slice;
6847         int retval;
6848         struct timespec t;
6849
6850         if (pid < 0)
6851                 return -EINVAL;
6852
6853         retval = -ESRCH;
6854         read_lock(&tasklist_lock);
6855         p = find_process_by_pid(pid);
6856         if (!p)
6857                 goto out_unlock;
6858
6859         retval = security_task_getscheduler(p);
6860         if (retval)
6861                 goto out_unlock;
6862
6863         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(p);
6864
6865         read_unlock(&tasklist_lock);
6866         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
6867         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
6868         return retval;
6869
6870 out_unlock:
6871         read_unlock(&tasklist_lock);
6872         return retval;
6873 }
6874
6875 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
6876
6877 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6878 {
6879         unsigned long free = 0;
6880         unsigned state;
6881
6882         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6883         printk(KERN_INFO "%-13.13s %c", p->comm,
6884                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6885 #if BITS_PER_LONG == 32
6886         if (state == TASK_RUNNING)
6887                 printk(KERN_CONT " running  ");
6888         else
6889                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6890 #else
6891         if (state == TASK_RUNNING)
6892                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6893         else
6894                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
6895 #endif
6896 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6897         free = stack_not_used(p);
6898 #endif
6899         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6900                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent),
6901                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6902
6903         show_stack(p, NULL);
6904 }
6905
6906 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6907 {
6908         struct task_struct *g, *p;
6909
6910 #if BITS_PER_LONG == 32
6911         printk(KERN_INFO
6912                 "  task                PC stack   pid father\n");
6913 #else
6914         printk(KERN_INFO
6915                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6916 #endif
6917         read_lock(&tasklist_lock);
6918         do_each_thread(g, p) {
6919                 /*
6920                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6921                  * console might take alot of time:
6922                  */
6923                 touch_nmi_watchdog();
6924                &