sched: Fix kthread_bind() by moving the body of kthread_bind() to sched.c
[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 struct update_shares_data {
1568         unsigned long rq_weight[NR_CPUS];
1569 };
1570
1571 static DEFINE_PER_CPU(struct update_shares_data, update_shares_data);
1572
1573 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1574
1575 /*
1576  * Calculate and set the cpu's group shares.
1577  */
1578 static void update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1579                                     unsigned long sd_shares,
1580                                     unsigned long sd_rq_weight,
1581                                     struct update_shares_data *usd)
1582 {
1583         unsigned long shares, rq_weight;
1584         int boost = 0;
1585
1586         rq_weight = usd->rq_weight[cpu];
1587         if (!rq_weight) {
1588                 boost = 1;
1589                 rq_weight = NICE_0_LOAD;
1590         }
1591
1592         /*
1593          *             \Sum_j shares_j * rq_weight_i
1594          * shares_i =  -----------------------------
1595          *                  \Sum_j rq_weight_j
1596          */
1597         shares = (sd_shares * rq_weight) / sd_rq_weight;
1598         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1599
1600         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1601                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1602                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1603                 unsigned long flags;
1604
1605                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1606                 tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight = boost ? 0 : rq_weight;
1607                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = boost ? 0 : shares;
1608                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1609                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1610         }
1611 }
1612
1613 /*
1614  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1615  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1616  * parent group depends on the shares of its child groups.
1617  */
1618 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1619 {
1620         unsigned long weight, rq_weight = 0, shares = 0;
1621         struct update_shares_data *usd;
1622         struct sched_domain *sd = data;
1623         unsigned long flags;
1624         int i;
1625
1626         if (!tg->se[0])
1627                 return 0;
1628
1629         local_irq_save(flags);
1630         usd = &__get_cpu_var(update_shares_data);
1631
1632         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1633                 weight = tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1634                 usd->rq_weight[i] = weight;
1635
1636                 /*
1637                  * If there are currently no tasks on the cpu pretend there
1638                  * is one of average load so that when a new task gets to
1639                  * run here it will not get delayed by group starvation.
1640                  */
1641                 if (!weight)
1642                         weight = NICE_0_LOAD;
1643
1644                 rq_weight += weight;
1645                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1646         }
1647
1648         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1649                 shares = tg->shares;
1650
1651         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1652                 shares = tg->shares;
1653
1654         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd))
1655                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight, usd);
1656
1657         local_irq_restore(flags);
1658
1659         return 0;
1660 }
1661
1662 /*
1663  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1664  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1665  * group is a fraction of its parents load.
1666  */
1667 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1668 {
1669         unsigned long load;
1670         long cpu = (long)data;
1671
1672         if (!tg->parent) {
1673                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1674         } else {
1675                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1676                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1677                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1678         }
1679
1680         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1681
1682         return 0;
1683 }
1684
1685 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1686 {
1687         s64 elapsed;
1688         u64 now;
1689
1690         if (root_task_group_empty())
1691                 return;
1692
1693         now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1694         elapsed = now - sd->last_update;
1695
1696         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1697                 sd->last_update = now;
1698                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1699         }
1700 }
1701
1702 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1703 {
1704         if (root_task_group_empty())
1705                 return;
1706
1707         spin_unlock(&rq->lock);
1708         update_shares(sd);
1709         spin_lock(&rq->lock);
1710 }
1711
1712 static void update_h_load(long cpu)
1713 {
1714         if (root_task_group_empty())
1715                 return;
1716
1717         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1718 }
1719
1720 #else
1721
1722 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1723 {
1724 }
1725
1726 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1727 {
1728 }
1729
1730 #endif
1731
1732 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1733
1734 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1735
1736 /*
1737  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1738  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1739  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1740  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1741  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1742  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1743  */
1744 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1745         __releases(this_rq->lock)
1746         __acquires(busiest->lock)
1747         __acquires(this_rq->lock)
1748 {
1749         spin_unlock(&this_rq->lock);
1750         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1751
1752         return 1;
1753 }
1754
1755 #else
1756 /*
1757  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1758  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1759  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1760  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1761  * regardless of entry order into the function.
1762  */
1763 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1764         __releases(this_rq->lock)
1765         __acquires(busiest->lock)
1766         __acquires(this_rq->lock)
1767 {
1768         int ret = 0;
1769
1770         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
1771                 if (busiest < this_rq) {
1772                         spin_unlock(&this_rq->lock);
1773                         spin_lock(&busiest->lock);
1774                         spin_lock_nested(&this_rq->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1775                         ret = 1;
1776                 } else
1777                         spin_lock_nested(&busiest->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1778         }
1779         return ret;
1780 }
1781
1782 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1783
1784 /*
1785  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1786  */
1787 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1788 {
1789         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1790                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1791                 spin_unlock(&this_rq->lock);
1792                 BUG_ON(1);
1793         }
1794
1795         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1796 }
1797
1798 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1799         __releases(busiest->lock)
1800 {
1801         spin_unlock(&busiest->lock);
1802         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1803 }
1804 #endif
1805
1806 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1807 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1808 {
1809 #ifdef CONFIG_SMP
1810         cfs_rq->shares = shares;
1811 #endif
1812 }
1813 #endif
1814
1815 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq);
1816
1817 #include "sched_stats.h"
1818 #include "sched_idletask.c"
1819 #include "sched_fair.c"
1820 #include "sched_rt.c"
1821 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1822 # include "sched_debug.c"
1823 #endif
1824
1825 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1826 #define for_each_class(class) \
1827    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1828
1829 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1830 {
1831         rq->nr_running++;
1832 }
1833
1834 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1835 {
1836         rq->nr_running--;
1837 }
1838
1839 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1840 {
1841         if (task_has_rt_policy(p)) {
1842                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1843                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1844                 return;
1845         }
1846
1847         /*
1848          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1849          */
1850         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1851                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1852                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1853                 return;
1854         }
1855
1856         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1857         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1858 }
1859
1860 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1861 {
1862         s64 diff = sample - *avg;
1863         *avg += diff >> 3;
1864 }
1865
1866 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1867 {
1868         if (wakeup)
1869                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1870
1871         sched_info_queued(p);
1872         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1873         p->se.on_rq = 1;
1874 }
1875
1876 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1877 {
1878         if (sleep) {
1879                 if (p->se.last_wakeup) {
1880                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1881                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1882                         p->se.last_wakeup = 0;
1883                 } else {
1884                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1885                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1886                 }
1887         }
1888
1889         sched_info_dequeued(p);
1890         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1891         p->se.on_rq = 0;
1892 }
1893
1894 /*
1895  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1896  */
1897 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1898 {
1899         return p->static_prio;
1900 }
1901
1902 /*
1903  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1904  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1905  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1906  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1907  * estimator recalculates.
1908  */
1909 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1910 {
1911         int prio;
1912
1913         if (task_has_rt_policy(p))
1914                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1915         else
1916                 prio = __normal_prio(p);
1917         return prio;
1918 }
1919
1920 /*
1921  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1922  * taken into account by the scheduler. This value might
1923  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1924  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1925  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1926  */
1927 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1928 {
1929         p->normal_prio = normal_prio(p);
1930         /*
1931          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1932          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1933          * to the normal priority:
1934          */
1935         if (!rt_prio(p->prio))
1936                 return p->normal_prio;
1937         return p->prio;
1938 }
1939
1940 /*
1941  * activate_task - move a task to the runqueue.
1942  */
1943 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1944 {
1945         if (task_contributes_to_load(p))
1946                 rq->nr_uninterruptible--;
1947
1948         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1949         inc_nr_running(rq);
1950 }
1951
1952 /*
1953  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1954  */
1955 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1956 {
1957         if (task_contributes_to_load(p))
1958                 rq->nr_uninterruptible++;
1959
1960         dequeue_task(rq, p, sleep);
1961         dec_nr_running(rq);
1962 }
1963
1964 /**
1965  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1966  * @p: the task in question.
1967  */
1968 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1969 {
1970         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1971 }
1972
1973 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1974 {
1975         set_task_rq(p, cpu);
1976 #ifdef CONFIG_SMP
1977         /*
1978          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1979          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1980          * per-task data have been completed by this moment.
1981          */
1982         smp_wmb();
1983         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1984 #endif
1985 }
1986
1987 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1988                                        const struct sched_class *prev_class,
1989                                        int oldprio, int running)
1990 {
1991         if (prev_class != p->sched_class) {
1992                 if (prev_class->switched_from)
1993                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1994                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1995         } else
1996                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1997 }
1998
1999 /**
2000  * kthread_bind - bind a just-created kthread to a cpu.
2001  * @k: thread created by kthread_create().
2002  * @cpu: cpu (might not be online, must be possible) for @k to run on.
2003  *
2004  * Description: This function is equivalent to set_cpus_allowed(),
2005  * except that @cpu doesn't need to be online, and the thread must be
2006  * stopped (i.e., just returned from kthread_create()).
2007  *
2008  * Function lives here instead of kthread.c because it messes with
2009  * scheduler internals which require locking.
2010  */
2011 void kthread_bind(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
2012 {
2013         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2014         unsigned long flags;
2015
2016         /* Must have done schedule() in kthread() before we set_task_cpu */
2017         if (!wait_task_inactive(p, TASK_UNINTERRUPTIBLE)) {
2018                 WARN_ON(1);
2019                 return;
2020         }
2021
2022         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2023         set_task_cpu(p, cpu);
2024         p->cpus_allowed = cpumask_of_cpu(cpu);
2025         p->rt.nr_cpus_allowed = 1;
2026         p->flags |= PF_THREAD_BOUND;
2027         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2028 }
2029 EXPORT_SYMBOL(kthread_bind);
2030
2031 #ifdef CONFIG_SMP
2032 /*
2033  * Is this task likely cache-hot:
2034  */
2035 static int
2036 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
2037 {
2038         s64 delta;
2039
2040         /*
2041          * Buddy candidates are cache hot:
2042          */
2043         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
2044                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
2045                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
2046                 return 1;
2047
2048         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
2049                 return 0;
2050
2051         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
2052                 return 1;
2053         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
2054                 return 0;
2055
2056         delta = now - p->se.exec_start;
2057
2058         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
2059 }
2060
2061
2062 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2063 {
2064         int old_cpu = task_cpu(p);
2065         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
2066         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
2067                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
2068         u64 clock_offset;
2069
2070         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
2071
2072         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2073
2074 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2075         if (p->se.wait_start)
2076                 p->se.wait_start -= clock_offset;
2077         if (p->se.sleep_start)
2078                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
2079         if (p->se.block_start)
2080                 p->se.block_start -= clock_offset;
2081 #endif
2082         if (old_cpu != new_cpu) {
2083                 p->se.nr_migrations++;
2084                 new_rq->nr_migrations_in++;
2085 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2086                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
2087                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
2088 #endif
2089                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS,
2090                                      1, 1, NULL, 0);
2091         }
2092         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
2093                                          new_cfsrq->min_vruntime;
2094
2095         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2096 }
2097
2098 struct migration_req {
2099         struct list_head list;
2100
2101         struct task_struct *task;
2102         int dest_cpu;
2103
2104         struct completion done;
2105 };
2106
2107 /*
2108  * The task's runqueue lock must be held.
2109  * Returns true if you have to wait for migration thread.
2110  */
2111 static int
2112 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
2113 {
2114         struct rq *rq = task_rq(p);
2115
2116         /*
2117          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
2118          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
2119          */
2120         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
2121                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
2122                 return 0;
2123         }
2124
2125         init_completion(&req->done);
2126         req->task = p;
2127         req->dest_cpu = dest_cpu;
2128         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2129
2130         return 1;
2131 }
2132
2133 /*
2134  * wait_task_context_switch -   wait for a thread to complete at least one
2135  *                              context switch.
2136  *
2137  * @p must not be current.
2138  */
2139 void wait_task_context_switch(struct task_struct *p)
2140 {
2141         unsigned long nvcsw, nivcsw, flags;
2142         int running;
2143         struct rq *rq;
2144
2145         nvcsw   = p->nvcsw;
2146         nivcsw  = p->nivcsw;
2147         for (;;) {
2148                 /*
2149                  * The runqueue is assigned before the actual context
2150                  * switch. We need to take the runqueue lock.
2151                  *
2152                  * We could check initially without the lock but it is
2153                  * very likely that we need to take the lock in every
2154                  * iteration.
2155                  */
2156                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2157                 running = task_running(rq, p);
2158                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2159
2160                 if (likely(!running))
2161                         break;
2162                 /*
2163                  * The switch count is incremented before the actual
2164                  * context switch. We thus wait for two switches to be
2165                  * sure at least one completed.
2166                  */
2167                 if ((p->nvcsw - nvcsw) > 1)
2168                         break;
2169                 if ((p->nivcsw - nivcsw) > 1)
2170                         break;
2171
2172                 cpu_relax();
2173         }
2174 }
2175
2176 /*
2177  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2178  *
2179  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2180  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2181  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2182  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2183  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2184  * @p has remained unscheduled the whole time.
2185  *
2186  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2187  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2188  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2189  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2190  * waiting to become inactive.
2191  */
2192 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2193 {
2194         unsigned long flags;
2195         int running, on_rq;
2196         unsigned long ncsw;
2197         struct rq *rq;
2198
2199         for (;;) {
2200                 /*
2201                  * We do the initial early heuristics without holding
2202                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2203                  * the runqueue lock when things look like they will
2204                  * work out!
2205                  */
2206                 rq = task_rq(p);
2207
2208                 /*
2209                  * If the task is actively running on another CPU
2210                  * still, just relax and busy-wait without holding
2211                  * any locks.
2212                  *
2213                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2214                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2215                  * But we don't care, since "task_running()" will
2216                  * return false if the runqueue has changed and p
2217                  * is actually now running somewhere else!
2218                  */
2219                 while (task_running(rq, p)) {
2220                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2221                                 return 0;
2222                         cpu_relax();
2223                 }
2224
2225                 /*
2226                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2227                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2228                  * just go back and repeat.
2229                  */
2230                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2231                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2232                 running = task_running(rq, p);
2233                 on_rq = p->se.on_rq;
2234                 ncsw = 0;
2235                 if (!match_state || p->state == match_state)
2236                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2237                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2238
2239                 /*
2240                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2241                  */
2242                 if (unlikely(!ncsw))
2243                         break;
2244
2245                 /*
2246                  * Was it really running after all now that we
2247                  * checked with the proper locks actually held?
2248                  *
2249                  * Oops. Go back and try again..
2250                  */
2251                 if (unlikely(running)) {
2252                         cpu_relax();
2253                         continue;
2254                 }
2255
2256                 /*
2257                  * It's not enough that it's not actively running,
2258                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2259                  * preempted!
2260                  *
2261                  * So if it was still runnable (but just not actively
2262                  * running right now), it's preempted, and we should
2263                  * yield - it could be a while.
2264                  */
2265                 if (unlikely(on_rq)) {
2266                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2267                         continue;
2268                 }
2269
2270                 /*
2271                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2272                  * runnable, which means that it will never become
2273                  * running in the future either. We're all done!
2274                  */
2275                 break;
2276         }
2277
2278         return ncsw;
2279 }
2280
2281 /***
2282  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2283  * @p: the to-be-kicked thread
2284  *
2285  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2286  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2287  *
2288  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2289  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2290  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2291  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2292  * achieved as well.
2293  */
2294 void kick_process(struct task_struct *p)
2295 {
2296         int cpu;
2297
2298         preempt_disable();
2299         cpu = task_cpu(p);
2300         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2301                 smp_send_reschedule(cpu);
2302         preempt_enable();
2303 }
2304 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2305 #endif /* CONFIG_SMP */
2306
2307 /**
2308  * task_oncpu_function_call - call a function on the cpu on which a task runs
2309  * @p:          the task to evaluate
2310  * @func:       the function to be called
2311  * @info:       the function call argument
2312  *
2313  * Calls the function @func when the task is currently running. This might
2314  * be on the current CPU, which just calls the function directly
2315  */
2316 void task_oncpu_function_call(struct task_struct *p,
2317                               void (*func) (void *info), void *info)
2318 {
2319         int cpu;
2320
2321         preempt_disable();
2322         cpu = task_cpu(p);
2323         if (task_curr(p))
2324                 smp_call_function_single(cpu, func, info, 1);
2325         preempt_enable();
2326 }
2327
2328 /***
2329  * try_to_wake_up - wake up a thread
2330  * @p: the to-be-woken-up thread
2331  * @state: the mask of task states that can be woken
2332  * @sync: do a synchronous wakeup?
2333  *
2334  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2335  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2336  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2337  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2338  * runnable without the overhead of this.
2339  *
2340  * returns failure only if the task is already active.
2341  */
2342 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state,
2343                           int wake_flags)
2344 {
2345         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2346         unsigned long flags;
2347         struct rq *rq, *orig_rq;
2348
2349         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2350                 wake_flags &= ~WF_SYNC;
2351
2352         this_cpu = get_cpu();
2353
2354         smp_wmb();
2355         rq = orig_rq = task_rq_lock(p, &flags);
2356         update_rq_clock(rq);
2357         if (!(p->state & state))
2358                 goto out;
2359
2360         if (p->se.on_rq)
2361                 goto out_running;
2362
2363         cpu = task_cpu(p);
2364         orig_cpu = cpu;
2365
2366 #ifdef CONFIG_SMP
2367         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2368                 goto out_activate;
2369
2370         /*
2371          * In order to handle concurrent wakeups and release the rq->lock
2372          * we put the task in TASK_WAKING state.
2373          *
2374          * First fix up the nr_uninterruptible count:
2375          */
2376         if (task_contributes_to_load(p))
2377                 rq->nr_uninterruptible--;
2378         p->state = TASK_WAKING;
2379         task_rq_unlock(rq, &flags);
2380
2381         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2382         if (cpu != orig_cpu)
2383                 set_task_cpu(p, cpu);
2384
2385         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2386
2387         if (rq != orig_rq)
2388                 update_rq_clock(rq);
2389
2390         WARN_ON(p->state != TASK_WAKING);
2391         cpu = task_cpu(p);
2392
2393 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2394         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2395         if (cpu == this_cpu)
2396                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2397         else {
2398                 struct sched_domain *sd;
2399                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2400                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2401                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2402                                 break;
2403                         }
2404                 }
2405         }
2406 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2407
2408 out_activate:
2409 #endif /* CONFIG_SMP */
2410         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2411         if (wake_flags & WF_SYNC)
2412                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2413         if (orig_cpu != cpu)
2414                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2415         if (cpu == this_cpu)
2416                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2417         else
2418                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2419         activate_task(rq, p, 1);
2420         success = 1;
2421
2422         /*
2423          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2424          */
2425         if (!in_interrupt()) {
2426                 struct sched_entity *se = &current->se;
2427                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2428
2429                 if (se->last_wakeup)
2430                         sample -= se->last_wakeup;
2431                 else
2432                         sample -= se->start_runtime;
2433                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2434
2435                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2436         }
2437
2438 out_running:
2439         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2440         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2441
2442         p->state = TASK_RUNNING;
2443 #ifdef CONFIG_SMP
2444         if (p->sched_class->task_wake_up)
2445                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2446 #endif
2447 out:
2448         task_rq_unlock(rq, &flags);
2449         put_cpu();
2450
2451         return success;
2452 }
2453
2454 /**
2455  * wake_up_process - Wake up a specific process
2456  * @p: The process to be woken up.
2457  *
2458  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2459  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2460  * running.
2461  *
2462  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2463  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2464  */
2465 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2466 {
2467         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2468 }
2469 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2470
2471 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2472 {
2473         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2474 }
2475
2476 /*
2477  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2478  * p is forked by current.
2479  *
2480  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2481  */
2482 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2483 {
2484         p->se.exec_start                = 0;
2485         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2486         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2487         p->se.nr_migrations             = 0;
2488         p->se.last_wakeup               = 0;
2489         p->se.avg_overlap               = 0;
2490         p->se.start_runtime             = 0;
2491         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2492         p->se.avg_running               = 0;
2493
2494 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2495         p->se.wait_start                        = 0;
2496         p->se.wait_max                          = 0;
2497         p->se.wait_count                        = 0;
2498         p->se.wait_sum                          = 0;
2499
2500         p->se.sleep_start                       = 0;
2501         p->se.sleep_max                         = 0;
2502         p->se.sum_sleep_runtime                 = 0;
2503
2504         p->se.block_start                       = 0;
2505         p->se.block_max                         = 0;
2506         p->se.exec_max                          = 0;
2507         p->se.slice_max                         = 0;
2508
2509         p->se.nr_migrations_cold                = 0;
2510         p->se.nr_failed_migrations_affine       = 0;
2511         p->se.nr_failed_migrations_running      = 0;
2512         p->se.nr_failed_migrations_hot          = 0;
2513         p->se.nr_forced_migrations              = 0;
2514         p->se.nr_forced2_migrations             = 0;
2515
2516         p->se.nr_wakeups                        = 0;
2517         p->se.nr_wakeups_sync                   = 0;
2518         p->se.nr_wakeups_migrate                = 0;
2519         p->se.nr_wakeups_local                  = 0;
2520         p->se.nr_wakeups_remote                 = 0;
2521         p->se.nr_wakeups_affine                 = 0;
2522         p->se.nr_wakeups_affine_attempts        = 0;
2523         p->se.nr_wakeups_passive                = 0;
2524         p->se.nr_wakeups_idle                   = 0;
2525
2526 #endif
2527
2528         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2529         p->se.on_rq = 0;
2530         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2531
2532 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2533         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2534 #endif
2535
2536         /*
2537          * We mark the process as running here, but have not actually
2538          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2539          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2540          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2541          */
2542         p->state = TASK_RUNNING;
2543 }
2544
2545 /*
2546  * fork()/clone()-time setup:
2547  */
2548 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2549 {
2550         int cpu = get_cpu();
2551
2552         __sched_fork(p);
2553
2554         /*
2555          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2556          */
2557         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2558                 if (p->policy == SCHED_FIFO || p->policy == SCHED_RR) {
2559                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2560                         p->normal_prio = p->static_prio;
2561                 }
2562
2563                 if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0) {
2564                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2565                         p->normal_prio = p->static_prio;
2566                         set_load_weight(p);
2567                 }
2568
2569                 /*
2570                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2571                  * fulfilled its duty:
2572                  */
2573                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2574         }
2575
2576         /*
2577          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2578          */
2579         p->prio = current->normal_prio;
2580
2581         if (!rt_prio(p->prio))
2582                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2583
2584 #ifdef CONFIG_SMP
2585         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0);
2586 #endif
2587         set_task_cpu(p, cpu);
2588
2589 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2590         if (likely(sched_info_on()))
2591                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2592 #endif
2593 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2594         p->oncpu = 0;
2595 #endif
2596 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2597         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2598         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2599 #endif
2600         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2601
2602         put_cpu();
2603 }
2604
2605 /*
2606  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2607  *
2608  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2609  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2610  * on the runqueue and wakes it.
2611  */
2612 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2613 {
2614         unsigned long flags;
2615         struct rq *rq;
2616
2617         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2618         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2619         update_rq_clock(rq);
2620
2621         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2622                 activate_task(rq, p, 0);
2623         } else {
2624                 /*
2625                  * Let the scheduling class do new task startup
2626                  * management (if any):
2627                  */
2628                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2629                 inc_nr_running(rq);
2630         }
2631         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2632         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2633 #ifdef CONFIG_SMP
2634         if (p->sched_class->task_wake_up)
2635                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2636 #endif
2637         task_rq_unlock(rq, &flags);
2638 }
2639
2640 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2641
2642 /**
2643  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2644  * @notifier: notifier struct to register
2645  */
2646 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2647 {
2648         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2649 }
2650 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2651
2652 /**
2653  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2654  * @notifier: notifier struct to unregister
2655  *
2656  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2657  */
2658 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2659 {
2660         hlist_del(&notifier->link);
2661 }
2662 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2663
2664 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2665 {
2666         struct preempt_notifier *notifier;
2667         struct hlist_node *node;
2668
2669         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2670                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2671 }
2672
2673 static void
2674 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2675                                  struct task_struct *next)
2676 {
2677         struct preempt_notifier *notifier;
2678         struct hlist_node *node;
2679
2680         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2681                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2682 }
2683
2684 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2685
2686 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2687 {
2688 }
2689
2690 static void
2691 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2692                                  struct task_struct *next)
2693 {
2694 }
2695
2696 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2697
2698 /**
2699  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2700  * @rq: the runqueue preparing to switch
2701  * @prev: the current task that is being switched out
2702  * @next: the task we are going to switch to.
2703  *
2704  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2705  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2706  * switch.
2707  *
2708  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2709  * hooks.
2710  */
2711 static inline void
2712 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2713                     struct task_struct *next)
2714 {
2715         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2716         prepare_lock_switch(rq, next);
2717         prepare_arch_switch(next);
2718 }
2719
2720 /**
2721  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2722  * @rq: runqueue associated with task-switch
2723  * @prev: the thread we just switched away from.
2724  *
2725  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2726  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2727  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2728  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2729  *
2730  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2731  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2732  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2733  * details.)
2734  */
2735 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2736         __releases(rq->lock)
2737 {
2738         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2739         long prev_state;
2740
2741         rq->prev_mm = NULL;
2742
2743         /*
2744          * A task struct has one reference for the use as "current".
2745          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2746          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2747          * the scheduled task must drop that reference.
2748          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2749          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2750          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2751          * be dropped twice.
2752          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2753          */
2754         prev_state = prev->state;
2755         finish_arch_switch(prev);
2756         perf_event_task_sched_in(current, cpu_of(rq));
2757         finish_lock_switch(rq, prev);
2758
2759         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2760         if (mm)
2761                 mmdrop(mm);
2762         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2763                 /*
2764                  * Remove function-return probe instances associated with this
2765                  * task and put them back on the free list.
2766                  */
2767                 kprobe_flush_task(prev);
2768                 put_task_struct(prev);
2769         }
2770 }
2771
2772 #ifdef CONFIG_SMP
2773
2774 /* assumes rq->lock is held */
2775 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2776 {
2777         if (prev->sched_class->pre_schedule)
2778                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
2779 }
2780
2781 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2782 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2783 {
2784         if (rq->post_schedule) {
2785                 unsigned long flags;
2786
2787                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2788                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
2789                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
2790                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2791
2792                 rq->post_schedule = 0;
2793         }
2794 }
2795
2796 #else
2797
2798 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2799 {
2800 }
2801
2802 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2803 {
2804 }
2805
2806 #endif
2807
2808 /**
2809  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2810  * @prev: the thread we just switched away from.
2811  */
2812 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2813         __releases(rq->lock)
2814 {
2815         struct rq *rq = this_rq();
2816
2817         finish_task_switch(rq, prev);
2818
2819         /*
2820          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
2821          * task_switch?
2822          */
2823         post_schedule(rq);
2824
2825 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2826         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2827         preempt_enable();
2828 #endif
2829         if (current->set_child_tid)
2830                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2831 }
2832
2833 /*
2834  * context_switch - switch to the new MM and the new
2835  * thread's register state.
2836  */
2837 static inline void
2838 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2839                struct task_struct *next)
2840 {
2841         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2842
2843         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2844         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2845         mm = next->mm;
2846         oldmm = prev->active_mm;
2847         /*
2848          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2849          * combine the page table reload and the switch backend into
2850          * one hypercall.
2851          */
2852         arch_start_context_switch(prev);
2853
2854         if (unlikely(!mm)) {
2855                 next->active_mm = oldmm;
2856                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2857                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2858         } else
2859                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2860
2861         if (unlikely(!prev->mm)) {
2862                 prev->active_mm = NULL;
2863                 rq->prev_mm = oldmm;
2864         }
2865         /*
2866          * Since the runqueue lock will be released by the next
2867          * task (which is an invalid locking op but in the case
2868          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2869          * do an early lockdep release here:
2870          */
2871 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2872         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2873 #endif
2874
2875         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2876         switch_to(prev, next, prev);
2877
2878         barrier();
2879         /*
2880          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2881          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2882          * frame will be invalid.
2883          */
2884         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2885 }
2886
2887 /*
2888  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2889  *
2890  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2891  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2892  * number of context switches performed since bootup.
2893  */
2894 unsigned long nr_running(void)
2895 {
2896         unsigned long i, sum = 0;
2897
2898         for_each_online_cpu(i)
2899                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2900
2901         return sum;
2902 }
2903
2904 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2905 {
2906         unsigned long i, sum = 0;
2907
2908         for_each_possible_cpu(i)
2909                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2910
2911         /*
2912          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2913          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2914          */
2915         if (unlikely((long)sum < 0))
2916                 sum = 0;
2917
2918         return sum;
2919 }
2920
2921 unsigned long long nr_context_switches(void)
2922 {
2923         int i;
2924         unsigned long long sum = 0;
2925
2926         for_each_possible_cpu(i)
2927                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2928
2929         return sum;
2930 }
2931
2932 unsigned long nr_iowait(void)
2933 {
2934         unsigned long i, sum = 0;
2935
2936         for_each_possible_cpu(i)
2937                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2938
2939         return sum;
2940 }
2941
2942 unsigned long nr_iowait_cpu(void)
2943 {
2944         struct rq *this = this_rq();
2945         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2946 }
2947
2948 unsigned long this_cpu_load(void)
2949 {
2950         struct rq *this = this_rq();
2951         return this->cpu_load[0];
2952 }
2953
2954
2955 /* Variables and functions for calc_load */
2956 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2957 static unsigned long calc_load_update;
2958 unsigned long avenrun[3];
2959 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
2960
2961 /**
2962  * get_avenrun - get the load average array
2963  * @loads:      pointer to dest load array
2964  * @offset:     offset to add
2965  * @shift:      shift count to shift the result left
2966  *
2967  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2968  */
2969 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2970 {
2971         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2972         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2973         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2974 }
2975
2976 static unsigned long
2977 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2978 {
2979         load *= exp;
2980         load += active * (FIXED_1 - exp);
2981         return load >> FSHIFT;
2982 }
2983
2984 /*
2985  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2986  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2987  */
2988 void calc_global_load(void)
2989 {
2990         unsigned long upd = calc_load_update + 10;
2991         long active;
2992
2993         if (time_before(jiffies, upd))
2994                 return;
2995
2996         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2997         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2998
2999         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
3000         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
3001         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
3002
3003         calc_load_update += LOAD_FREQ;
3004 }
3005
3006 /*
3007  * Either called from update_cpu_load() or from a cpu going idle
3008  */
3009 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
3010 {
3011         long nr_active, delta;
3012
3013         nr_active = this_rq->nr_running;
3014         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
3015
3016         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
3017                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
3018                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
3019                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3020         }
3021 }
3022
3023 /*
3024  * Externally visible per-cpu scheduler statistics:
3025  * cpu_nr_migrations(cpu) - number of migrations into that cpu
3026  */
3027 u64 cpu_nr_migrations(int cpu)
3028 {
3029         return cpu_rq(cpu)->nr_migrations_in;
3030 }
3031
3032 /*
3033  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
3034  * scheduler tick (TICK_NSEC).
3035  */
3036 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
3037 {
3038         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
3039         int i, scale;
3040
3041         this_rq->nr_load_updates++;
3042
3043         /* Update our load: */
3044         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
3045                 unsigned long old_load, new_load;
3046
3047                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3048
3049                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3050                 new_load = this_load;
3051                 /*
3052                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3053                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3054                  * example.
3055                  */
3056                 if (new_load > old_load)
3057                         new_load += scale-1;
3058                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
3059         }
3060
3061         if (time_after_eq(jiffies, this_rq->calc_load_update)) {
3062                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3063                 calc_load_account_active(this_rq);
3064         }
3065 }
3066
3067 #ifdef CONFIG_SMP
3068
3069 /*
3070  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
3071  *
3072  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
3073  * you need to do so manually before calling.
3074  */
3075 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3076         __acquires(rq1->lock)
3077         __acquires(rq2->lock)
3078 {
3079         BUG_ON(!irqs_disabled());
3080         if (rq1 == rq2) {
3081                 spin_lock(&rq1->lock);
3082                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
3083         } else {
3084                 if (rq1 < rq2) {
3085                         spin_lock(&rq1->lock);
3086                         spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3087                 } else {
3088                         spin_lock(&rq2->lock);
3089                         spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3090                 }
3091         }
3092         update_rq_clock(rq1);
3093         update_rq_clock(rq2);
3094 }
3095
3096 /*
3097  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
3098  *
3099  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
3100  * you need to do so manually after calling.
3101  */
3102 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3103         __releases(rq1->lock)
3104         __releases(rq2->lock)
3105 {
3106         spin_unlock(&rq1->lock);
3107         if (rq1 != rq2)
3108                 spin_unlock(&rq2->lock);
3109         else
3110                 __release(rq2->lock);
3111 }
3112
3113 /*
3114  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
3115  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
3116  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
3117  * the cpu_allowed mask is restored.
3118  */
3119 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
3120 {
3121         struct migration_req req;
3122         unsigned long flags;
3123         struct rq *rq;
3124
3125         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3126         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
3127             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
3128                 goto out;
3129
3130         /* force the process onto the specified CPU */
3131         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
3132                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
3133                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
3134
3135                 get_task_struct(mt);
3136                 task_rq_unlock(rq, &flags);
3137                 wake_up_process(mt);
3138                 put_task_struct(mt);
3139                 wait_for_completion(&req.done);
3140
3141                 return;
3142         }
3143 out:
3144         task_rq_unlock(rq, &flags);
3145 }
3146
3147 /*
3148  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3149  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3150  */
3151 void sched_exec(void)
3152 {
3153         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
3154         new_cpu = current->sched_class->select_task_rq(current, SD_BALANCE_EXEC, 0);
3155         put_cpu();
3156         if (new_cpu != this_cpu)
3157                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
3158 }
3159
3160 /*
3161  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
3162  * Both runqueues must be locked.
3163  */
3164 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
3165                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
3166 {
3167         deactivate_task(src_rq, p, 0);
3168         set_task_cpu(p, this_cpu);
3169         activate_task(this_rq, p, 0);
3170         /*
3171          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
3172          * to be always true for them.
3173          */
3174         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3175 }
3176
3177 /*
3178  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3179  */
3180 static
3181 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3182                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3183                      int *all_pinned)
3184 {
3185         int tsk_cache_hot = 0;
3186         /*
3187          * We do not migrate tasks that are:
3188          * 1) running (obviously), or
3189          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3190          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3191          */
3192         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3193                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3194                 return 0;
3195         }
3196         *all_pinned = 0;
3197
3198         if (task_running(rq, p)) {
3199                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3200                 return 0;
3201         }
3202
3203         /*
3204          * Aggressive migration if:
3205          * 1) task is cache cold, or
3206          * 2) too many balance attempts have failed.
3207          */
3208
3209         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3210         if (!tsk_cache_hot ||
3211                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3212 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3213                 if (tsk_cache_hot) {
3214                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3215                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3216                 }
3217 #endif
3218                 return 1;
3219         }
3220
3221         if (tsk_cache_hot) {
3222                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3223                 return 0;
3224         }
3225         return 1;
3226 }
3227
3228 static unsigned long
3229 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3230               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3231               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3232               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3233 {
3234         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3235         struct task_struct *p;
3236         long rem_load_move = max_load_move;
3237
3238         if (max_load_move == 0)
3239                 goto out;
3240
3241         pinned = 1;
3242
3243         /*
3244          * Start the load-balancing iterator:
3245          */
3246         p = iterator->start(iterator->arg);
3247 next:
3248         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3249                 goto out;
3250
3251         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3252             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3253                 p = iterator->next(iterator->arg);
3254                 goto next;
3255         }
3256
3257         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3258         pulled++;
3259         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3260
3261 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3262         /*
3263          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3264          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3265          * section.
3266          */
3267         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3268                 goto out;
3269 #endif
3270
3271         /*
3272          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3273          */
3274         if (rem_load_move > 0) {
3275                 if (p->prio < *this_best_prio)
3276                         *this_best_prio = p->prio;
3277                 p = iterator->next(iterator->arg);
3278                 goto next;
3279         }
3280 out:
3281         /*
3282          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3283          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3284          * inside pull_task().
3285          */
3286         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3287
3288         if (all_pinned)
3289                 *all_pinned = pinned;
3290
3291         return max_load_move - rem_load_move;
3292 }
3293
3294 /*
3295  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3296  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3297  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3298  *
3299  * Called with both runqueues locked.
3300  */
3301 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3302                       unsigned long max_load_move,
3303                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3304                       int *all_pinned)
3305 {
3306         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3307         unsigned long total_load_moved = 0;
3308         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3309
3310         do {
3311                 total_load_moved +=
3312                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3313                                 max_load_move - total_load_moved,
3314                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3315                 class = class->next;
3316
3317 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3318                 /*
3319                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3320                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3321                  * the critical section.
3322                  */
3323                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3324                         break;
3325 #endif
3326         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3327
3328         return total_load_moved > 0;
3329 }
3330
3331 static int
3332 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3333                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3334                    struct rq_iterator *iterator)
3335 {
3336         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3337         int pinned = 0;
3338
3339         while (p) {
3340                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3341                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3342                         /*
3343                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3344                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3345                          * stats here rather than inside pull_task().
3346                          */
3347                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3348
3349                         return 1;
3350                 }
3351                 p = iterator->next(iterator->arg);
3352         }
3353
3354         return 0;
3355 }
3356
3357 /*
3358  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3359  * part of active balancing operations within "domain".
3360  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3361  *
3362  * Called with both runqueues locked.
3363  */
3364 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3365                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3366 {
3367         const struct sched_class *class;
3368
3369         for_each_class(class) {
3370                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3371                         return 1;
3372         }
3373
3374         return 0;
3375 }
3376 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3377 /*
3378  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3379  *              during load balancing.
3380  */
3381 struct sd_lb_stats {
3382         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3383         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3384         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3385         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3386         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3387
3388         /** Statistics of this group */
3389         unsigned long this_load;
3390         unsigned long this_load_per_task;
3391         unsigned long this_nr_running;
3392
3393         /* Statistics of the busiest group */
3394         unsigned long max_load;
3395         unsigned long busiest_load_per_task;
3396         unsigned long busiest_nr_running;
3397
3398         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3399 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3400         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3401         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3402         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3403         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3404         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3405         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3406 #endif
3407 };
3408
3409 /*
3410  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3411  */
3412 struct sg_lb_stats {
3413         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3414         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3415         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3416         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3417         unsigned long group_capacity;
3418         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3419 };
3420
3421 /**
3422  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3423  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3424  */
3425 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3426 {
3427         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3428 }
3429
3430 /**
3431  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3432  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3433  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3434  */
3435 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3436                                         enum cpu_idle_type idle)
3437 {
3438         int load_idx;
3439
3440         switch (idle) {
3441         case CPU_NOT_IDLE:
3442                 load_idx = sd->busy_idx;
3443                 break;
3444
3445         case CPU_NEWLY_IDLE:
3446                 load_idx = sd->newidle_idx;
3447                 break;
3448         default:
3449                 load_idx = sd->idle_idx;
3450                 break;
3451         }
3452
3453         return load_idx;
3454 }
3455
3456
3457 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3458 /**
3459  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3460  * the given sched_domain, during load balancing.
3461  *
3462  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3463  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3464  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3465  */
3466 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3467         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3468 {
3469         /*
3470          * Busy processors will not participate in power savings
3471          * balance.
3472          */
3473         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3474                 sds->power_savings_balance = 0;
3475         else {
3476                 sds->power_savings_balance = 1;
3477                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3478                 sds->leader_nr_running = 0;
3479         }
3480 }
3481
3482 /**
3483  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3484  * sched_domain while performing load balancing.
3485  *
3486  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3487  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3488  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3489  *              load balancing ?
3490  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3491  */
3492 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3493         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3494 {
3495
3496         if (!sds->power_savings_balance)
3497                 return;
3498
3499         /*
3500          * If the local group is idle or completely loaded
3501          * no need to do power savings balance at this domain
3502          */
3503         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3504                                 !sds->this_nr_running))
3505                 sds->power_savings_balance = 0;
3506
3507         /*
3508          * If a group is already running at full capacity or idle,
3509          * don't include that group in power savings calculations
3510          */
3511         if (!sds->power_savings_balance ||
3512                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3513                 !sgs->sum_nr_running)
3514                 return;
3515
3516         /*
3517          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3518          * This is the group from where we need to pick up the load
3519          * for saving power
3520          */
3521         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3522             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3523              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3524                 sds->group_min = group;
3525                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3526                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3527                                                 sgs->sum_nr_running;
3528         }
3529
3530         /*
3531          * Calculate the group which is almost near its
3532          * capacity but still has some space to pick up some load
3533          * from other group and save more power
3534          */
3535         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
3536                 return;
3537
3538         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3539             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3540              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3541                 sds->group_leader = group;
3542                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3543         }
3544 }
3545
3546 /**
3547  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3548  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3549  *      under consideration.
3550  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3551  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3552  *
3553  * Description:
3554  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3555  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3556  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3557  *
3558  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3559  * Else returns 0.
3560  */
3561 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3562                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3563 {
3564         if (!sds->power_savings_balance)
3565                 return 0;
3566
3567         if (sds->this != sds->group_leader ||
3568                         sds->group_leader == sds->group_min)
3569                 return 0;
3570
3571         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3572         sds->busiest = sds->group_min;
3573
3574         return 1;
3575
3576 }
3577 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3578 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3579         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3580 {
3581         return;
3582 }
3583
3584 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3585         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3586 {
3587         return;
3588 }
3589
3590 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3591                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3592 {
3593         return 0;
3594 }
3595 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3596
3597
3598 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3599 {
3600         return SCHED_LOAD_SCALE;
3601 }
3602
3603 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3604 {
3605         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3606 }
3607
3608 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3609 {
3610         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3611         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3612
3613         smt_gain /= weight;
3614
3615         return smt_gain;
3616 }
3617
3618 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3619 {
3620         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3621 }
3622
3623 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3624 {
3625         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3626         u64 total, available;
3627
3628         sched_avg_update(rq);
3629
3630         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
3631         available = total - rq->rt_avg;
3632
3633         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
3634                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
3635
3636         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3637
3638         return div_u64(available, total);
3639 }
3640
3641 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3642 {
3643         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3644         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
3645         struct sched_group *sdg = sd->groups;
3646
3647         if (sched_feat(ARCH_POWER))
3648                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
3649         else
3650                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
3651
3652         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3653
3654         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
3655                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
3656                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
3657                 else
3658                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
3659
3660                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3661         }
3662
3663         power *= scale_rt_power(cpu);
3664         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3665
3666         if (!power)
3667                 power = 1;
3668
3669         sdg->cpu_power = power;
3670 }
3671
3672 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3673 {
3674         struct sched_domain *child = sd->child;
3675         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
3676         unsigned long power;
3677
3678         if (!child) {
3679                 update_cpu_power(sd, cpu);
3680                 return;
3681         }
3682
3683         power = 0;
3684
3685         group = child->groups;
3686         do {
3687                 power += group->cpu_power;
3688                 group = group->next;
3689         } while (group != child->groups);
3690
3691         sdg->cpu_power = power;
3692 }
3693
3694 /**
3695  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3696  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
3697  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3698  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3699  * @idle: Idle status of this_cpu
3700  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3701  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3702  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3703  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3704  * @balance: Should we balance.
3705  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3706  */
3707 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
3708                         struct sched_group *group, int this_cpu,
3709                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3710                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3711                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3712 {
3713         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3714         int i;
3715         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3716         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3717         unsigned long avg_load_per_task;
3718
3719         if (local_group) {
3720                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3721                 if (balance_cpu == this_cpu)
3722                         update_group_power(sd, this_cpu);
3723         }
3724
3725         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3726         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3727         max_cpu_load = 0;
3728         min_cpu_load = ~0UL;
3729
3730         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3731                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3732
3733                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3734                         *sd_idle = 0;
3735
3736                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3737                 if (local_group) {
3738                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3739                                 first_idle_cpu = 1;
3740                                 balance_cpu = i;
3741                         }
3742
3743                         load = target_load(i, load_idx);
3744                 } else {
3745                         load = source_load(i, load_idx);
3746                         if (load > max_cpu_load)
3747                                 max_cpu_load = load;
3748                         if (min_cpu_load > load)
3749                                 min_cpu_load = load;
3750                 }
3751
3752                 sgs->group_load += load;
3753                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3754                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3755
3756                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3757         }
3758
3759         /*
3760          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3761          * is eligible for doing load balancing at this and above
3762          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3763          * to do the newly idle load balance.
3764          */
3765         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3766             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3767                 *balance = 0;
3768                 return;
3769         }
3770
3771         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3772         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
3773
3774
3775         /*
3776          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3777          * than the average weight of two tasks.
3778          *
3779          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3780          *      might not be a suitable number - should we keep a
3781          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3782          *      the hierarchy?
3783          */
3784         avg_load_per_task = (sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3785                 group->cpu_power;
3786
3787         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3788                 sgs->group_imb = 1;
3789
3790         sgs->group_capacity =
3791                 DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
3792 }
3793
3794 /**
3795  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3796  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3797  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3798  * @idle: Idle status of this_cpu
3799  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3800  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3801  * @balance: Should we balance.
3802  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3803  */
3804 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3805                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3806                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3807                         struct sd_lb_stats *sds)
3808 {
3809         struct sched_domain *child = sd->child;
3810         struct sched_group *group = sd->groups;
3811         struct sg_lb_stats sgs;
3812         int load_idx, prefer_sibling = 0;
3813
3814         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
3815                 prefer_sibling = 1;
3816
3817         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3818         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3819
3820         do {
3821                 int local_group;
3822
3823                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3824                                                sched_group_cpus(group));
3825                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3826                 update_sg_lb_stats(sd, group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3827                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3828
3829                 if (local_group && balance && !(*balance))
3830                         return;
3831
3832                 sds->total_load += sgs.group_load;
3833                 sds->total_pwr += group->cpu_power;
3834
3835                 /*
3836                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
3837                  * first, lower the group capacity to one so that we'll try
3838                  * and move all the excess tasks away.
3839                  */
3840                 if (prefer_sibling)
3841                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
3842
3843                 if (local_group) {
3844                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3845                         sds->this = group;
3846                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3847                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3848                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3849                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3850                                 sgs.group_imb)) {
3851                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3852                         sds->busiest = group;
3853                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3854                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3855                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3856                 }
3857
3858                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3859                 group = group->next;
3860         } while (group != sd->groups);
3861 }
3862
3863 /**
3864  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3865  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3866  *                      load balancing.
3867  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3868  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3869  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3870  */
3871 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3872                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3873 {
3874         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3875         unsigned int imbn = 2;
3876
3877         if (sds->this_nr_running) {
3878                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3879                 if (sds->busiest_load_per_task >
3880                                 sds->this_load_per_task)
3881                         imbn = 1;
3882         } else
3883                 sds->this_load_per_task =
3884                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3885
3886         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3887                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3888                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3889                 return;
3890         }
3891
3892         /*
3893          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3894          * however we may be able to increase total CPU power used by
3895          * moving them.
3896          */
3897
3898         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
3899                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3900         pwr_now += sds->this->cpu_power *
3901                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3902         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3903
3904         /* Amount of load we'd subtract */
3905         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3906                 sds->busiest->cpu_power;
3907         if (sds->max_load > tmp)
3908                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
3909                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3910
3911         /* Amount of load we'd add */
3912         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
3913                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3914                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
3915                         sds->this->cpu_power;
3916         else
3917                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3918                         sds->this->cpu_power;
3919         pwr_move += sds->this->cpu_power *
3920                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3921         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3922
3923         /* Move if we gain throughput */
3924         if (pwr_move > pwr_now)
3925                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3926 }
3927
3928 /**
3929  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3930  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3931  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3932  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3933  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3934  */
3935 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3936                 unsigned long *imbalance)
3937 {
3938         unsigned long max_pull;
3939         /*
3940          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3941          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3942          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3943          */
3944         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3945                 *imbalance = 0;
3946                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3947         }
3948
3949         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3950         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3951                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3952
3953         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3954         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
3955                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
3956                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3957
3958         /*
3959          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3960          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3961          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3962          * moved
3963          */
3964         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3965                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3966
3967 }
3968 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3969
3970 /**
3971  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3972  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3973  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3974  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3975  * such a group exists.
3976  *
3977  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3978  * to restore balance.
3979  *
3980  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3981  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3982  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3983  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3984  * @idle: The idle status of this_cpu.
3985  * @sd_idle: The idleness of sd
3986  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3987  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3988  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3989  *
3990  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3991  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3992  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3993  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3994  */
3995 static struct sched_group *
3996 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3997                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3998                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
3999 {
4000         struct sd_lb_stats sds;
4001
4002         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
4003
4004         /*
4005          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
4006          * this level.
4007          */
4008         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
4009                                         balance, &sds);
4010
4011         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
4012         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
4013          *    at this level.
4014          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
4015          * 3) This group is the busiest group.
4016          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
4017          *    sched_domain.
4018          * 5) The imbalance is within the specified limit.
4019          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
4020          */
4021         if (balance && !(*balance))
4022                 goto ret;
4023
4024         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4025                 goto out_balanced;
4026
4027         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4028                 goto out_balanced;
4029
4030         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4031
4032         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4033                 goto out_balanced;
4034
4035         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4036                 goto out_balanced;
4037
4038         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
4039         if (sds.group_imb)
4040                 sds.busiest_load_per_task =
4041                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
4042
4043         /*
4044          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4045          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4046          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
4047          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
4048          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
4049          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
4050          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
4051          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
4052          * appear as very large values with unsigned longs.
4053          */
4054         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
4055                 goto out_balanced;
4056
4057         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4058         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
4059         return sds.busiest;
4060
4061 out_balanced:
4062         /*
4063          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
4064          * to save power.
4065          */
4066         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
4067                 return sds.busiest;
4068 ret:
4069         *imbalance = 0;
4070         return NULL;
4071 }
4072
4073 /*
4074  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4075  */
4076 static struct rq *
4077 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
4078                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
4079 {
4080         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4081         unsigned long max_load = 0;
4082         int i;
4083
4084         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4085                 unsigned long power = power_of(i);
4086                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
4087                 unsigned long wl;
4088
4089                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
4090                         continue;
4091
4092                 rq = cpu_rq(i);
4093                 wl = weighted_cpuload(i) * SCHED_LOAD_SCALE;
4094                 wl /= power;
4095
4096                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
4097                         continue;
4098
4099                 if (wl > max_load) {
4100                         max_load = wl;
4101                         busiest = rq;
4102                 }
4103         }
4104
4105         return busiest;
4106 }
4107
4108 /*
4109  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4110  * so long as it is large enough.
4111  */
4112 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4113
4114 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4115 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4116
4117 /*
4118  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4119  * tasks if there is an imbalance.
4120  */
4121 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4122                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4123                         int *balance)
4124 {
4125         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
4126         struct sched_group *group;
4127         unsigned long imbalance;
4128         struct rq *busiest;
4129         unsigned long flags;
4130         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4131
4132         cpumask_setall(cpus);
4133
4134         /*
4135          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4136          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4137          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
4138          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4139          */
4140         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4141             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4142                 sd_idle = 1;
4143
4144         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4145
4146 redo:
4147         update_shares(sd);
4148         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
4149                                    cpus, balance);
4150
4151         if (*balance == 0)
4152                 goto out_balanced;
4153
4154         if (!group) {
4155                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4156                 goto out_balanced;
4157         }
4158
4159         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
4160         if (!busiest) {
4161                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4162                 goto out_balanced;
4163         }
4164
4165         BUG_ON(busiest == this_rq);
4166
4167         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
4168
4169         ld_moved = 0;
4170         if (busiest->nr_running > 1) {
4171                 /*
4172                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4173                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4174                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4175                  * correctly treated as an imbalance.
4176                  */
4177                 local_irq_save(flags);
4178                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4179                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4180                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
4181                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4182                 local_irq_restore(flags);
4183
4184                 /*
4185                  * some other cpu did the load balance for us.
4186                  */
4187                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
4188                         resched_cpu(this_cpu);
4189
4190                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4191                 if (unlikely(all_pinned)) {
4192                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4193                         if (!cpumask_empty(cpus))
4194                                 goto redo;
4195                         goto out_balanced;
4196                 }
4197         }
4198
4199         if (!ld_moved) {
4200                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4201                 sd->nr_balance_failed++;
4202
4203                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
4204
4205                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4206
4207                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
4208                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4209                          */
4210                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4211                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4212                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4213                                 all_pinned = 1;
4214                                 goto out_one_pinned;
4215                         }
4216
4217                         if (!busiest->active_balance) {
4218                                 busiest->active_balance = 1;
4219                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4220                                 active_balance = 1;
4221                         }
4222                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4223                         if (active_balance)
4224                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
4225
4226                         /*
4227                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4228                          * counter.
4229                          */
4230                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4231                 }
4232         } else
4233                 sd->nr_balance_failed = 0;
4234
4235         if (likely(!active_balance)) {
4236                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4237                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4238         } else {
4239                 /*
4240                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4241                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4242                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4243                  * move_tasks).
4244                  */
4245                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4246                         sd->balance_interval *= 2;
4247         }
4248
4249         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4250             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4251                 ld_moved = -1;
4252
4253         goto out;
4254
4255 out_balanced:
4256         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4257
4258         sd->nr_balance_failed = 0;
4259
4260 out_one_pinned:
4261         /* tune up the balancing interval */
4262         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4263                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4264                 sd->balance_interval *= 2;
4265
4266         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4267             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4268                 ld_moved = -1;
4269         else
4270                 ld_moved = 0;
4271 out:
4272         if (ld_moved)
4273                 update_shares(sd);
4274         return ld_moved;
4275 }
4276
4277 /*
4278  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4279  * tasks if there is an imbalance.
4280  *
4281  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
4282  * this_rq is locked.
4283  */
4284 static int
4285 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
4286 {
4287         struct sched_group *group;
4288         struct rq *busiest = NULL;
4289         unsigned long imbalance;
4290         int ld_moved = 0;
4291         int sd_idle = 0;
4292         int all_pinned = 0;
4293         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4294
4295         cpumask_setall(cpus);
4296
4297         /*
4298          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4299          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4300          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
4301          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4302          */
4303         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4304             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4305                 sd_idle = 1;
4306
4307         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
4308 redo:
4309         update_shares_locked(this_rq, sd);
4310         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
4311                                    &sd_idle, cpus, NULL);
4312         if (!group) {
4313                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
4314                 goto out_balanced;
4315         }
4316
4317         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
4318         if (!busiest) {
4319                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
4320                 goto out_balanced;
4321         }
4322
4323         BUG_ON(busiest == this_rq);
4324
4325         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
4326
4327         ld_moved = 0;
4328         if (busiest->nr_running > 1) {
4329                 /* Attempt to move tasks */
4330                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4331                 /* this_rq->clock is already updated */
4332                 update_rq_clock(busiest);
4333                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4334                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
4335                                         &all_pinned);
4336                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4337
4338                 if (unlikely(all_pinned)) {
4339                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4340                         if (!cpumask_empty(cpus))
4341                                 goto redo;
4342                 }
4343         }
4344
4345         if (!ld_moved) {
4346                 int active_balance = 0;
4347
4348                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
4349                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4350                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4351                         return -1;
4352
4353                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4354                         return -1;
4355
4356                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
4357                         return -1;
4358
4359                 /*
4360                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4361                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4362                  * package. The same method used to move task in load_balance()
4363                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
4364                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
4365                  *
4366                  * The package power saving logic comes from
4367                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
4368                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
4369                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4370                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4371                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4372                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4373                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4374                  *
4375                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4376                  * will be more than one task in the source run queue and
4377                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4378                  * active balance code will not be triggered.
4379                  */
4380
4381                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
4382                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4383
4384                 /*
4385                  * don't kick the migration_thread, if the curr
4386                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4387                  */
4388                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4389                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4390                         all_pinned = 1;
4391                         return ld_moved;
4392                 }
4393
4394                 if (!busiest->active_balance) {
4395                         busiest->active_balance = 1;
4396                         busiest->push_cpu = this_cpu;
4397                         active_balance = 1;
4398                 }
4399
4400                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4401                 /*
4402                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
4403                  */
4404                 spin_unlock(&this_rq->lock);
4405                 if (active_balance)
4406                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
4407                 spin_lock(&this_rq->lock);
4408
4409         } else
4410                 sd->nr_balance_failed = 0;
4411
4412         update_shares_locked(this_rq, sd);
4413         return ld_moved;
4414
4415 out_balanced:
4416         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
4417         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4418             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4419                 return -1;
4420         sd->nr_balance_failed = 0;
4421
4422         return 0;
4423 }
4424
4425 /*
4426  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4427  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4428  */
4429 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4430 {
4431         struct sched_domain *sd;
4432         int pulled_task = 0;
4433         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4434
4435         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4436                 unsigned long interval;
4437
4438                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4439                         continue;
4440
4441                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
4442                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4443                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
4444                                                            sd);
4445
4446                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4447                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4448                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4449                 if (pulled_task)
4450                         break;
4451         }
4452         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4453                 /*
4454                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4455                  * a busy processor. So reset next_balance.
4456                  */
4457                 this_rq->next_balance = next_balance;
4458         }
4459 }
4460
4461 /*
4462  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
4463  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
4464  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
4465  * logical imbalances.
4466  *
4467  * Called with busiest_rq locked.
4468  */
4469 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
4470 {
4471         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4472         struct sched_domain *sd;
4473         struct rq *target_rq;
4474
4475         /* Is there any task to move? */
4476         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4477                 return;
4478
4479         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4480
4481         /*
4482          * This condition is "impossible", if it occurs
4483          * we need to fix it. Originally reported by
4484          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4485          */
4486         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4487
4488         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4489         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4490         update_rq_clock(busiest_rq);
4491         update_rq_clock(target_rq);
4492
4493         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4494         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4495                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4496                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4497                                 break;
4498         }
4499
4500         if (likely(sd)) {
4501                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4502
4503                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4504                                   sd, CPU_IDLE))
4505                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4506                 else
4507                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4508         }
4509         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4510 }
4511
4512 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4513 static struct {
4514         atomic_t load_balancer;
4515         cpumask_var_t cpu_mask;
4516         cpumask_var_t ilb_grp_nohz_mask;
4517 } nohz ____cacheline_aligned = {
4518         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
4519 };
4520
4521 int get_nohz_load_balancer(void)
4522 {
4523         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
4524 }
4525
4526 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
4527 /**
4528  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
4529  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
4530  *              be returned.
4531  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
4532  *              for the given cpu.
4533  *
4534  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
4535  */
4536 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
4537 {
4538         struct sched_domain *sd;
4539
4540         for_each_domain(cpu, sd)
4541                 if (sd && (sd->flags & flag))
4542                         break;
4543
4544         return sd;
4545 }
4546
4547 /**
4548  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
4549  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
4550  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
4551  *              for cpu.
4552  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
4553  *
4554  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
4555  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
4556  */
4557 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
4558         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
4559                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
4560
4561 /**
4562  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
4563  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
4564  *
4565  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
4566  *
4567  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
4568  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
4569  * sched_group is semi-idle or not.
4570  */
4571 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
4572 {
4573         cpumask_and(nohz.ilb_grp_nohz_mask, nohz.cpu_mask,
4574                                         sched_group_cpus(ilb_group));
4575
4576         /*
4577          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
4578          * and atleast one idle cpu.
4579          */
4580         if (cpumask_empty(nohz.ilb_grp_nohz_mask))
4581                 return 0;
4582
4583         if (cpumask_equal(nohz.ilb_grp_nohz_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
4584                 return 0;
4585
4586         return 1;
4587 }
4588 /**
4589  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
4590  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
4591  *
4592  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
4593  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
4594  *
4595  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
4596  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
4597  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
4598  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
4599  */
4600 static int find_new_ilb(int cpu)
4601 {
4602         struct sched_domain *sd;
4603         struct sched_group *ilb_group;
4604
4605         /*
4606          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
4607          * when power-aware load balancing is enabled
4608          */
4609         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
4610                 goto out_done;
4611
4612         /*
4613          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
4614          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
4615          */
4616         if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) < 2)
4617                 goto out_done;
4618
4619         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
4620                 ilb_group = sd->groups;
4621
4622                 do {
4623                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
4624                                 return cpumask_first(nohz.ilb_grp_nohz_mask);
4625
4626                         ilb_group = ilb_group->next;
4627
4628                 } while (ilb_group != sd->groups);
4629         }
4630
4631 out_done:
4632         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4633 }
4634 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
4635 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4636 {
4637         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4638 }
4639 #endif
4640
4641 /*
4642  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4643  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4644  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
4645  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
4646  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
4647  * arrives...
4648  *
4649  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
4650  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
4651  * nohz.cpu_mask..
4652  *
4653  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
4654  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
4655  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
4656  * there is no need for ilb owner.
4657  *
4658  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
4659  * next busy scheduler_tick()
4660  */
4661 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4662 {
4663         int cpu = smp_processor_id();
4664
4665         if (stop_tick) {
4666                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
4667
4668                 if (!cpu_active(cpu)) {
4669                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4670                                 return 0;
4671
4672                         /*
4673                          * If we are going offline and still the leader,
4674                          * give up!
4675                          */
4676                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4677                                 BUG();
4678
4679                         return 0;
4680                 }
4681
4682                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4683
4684                 /* time for ilb owner also to sleep */
4685                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4686                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4687                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4688                         return 0;
4689                 }
4690
4691                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4692                         /* make me the ilb owner */
4693                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
4694                                 return 1;
4695                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4696                         int new_ilb;
4697
4698                         if (!(sched_smt_power_savings ||
4699                                                 sched_mc_power_savings))
4700                                 return 1;
4701                         /*
4702                          * Check to see if there is a more power-efficient
4703                          * ilb.
4704                          */
4705                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
4706                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
4707                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4708                                 resched_cpu(new_ilb);
4709                                 return 0;
4710                         }
4711                         return 1;
4712                 }
4713         } else {
4714                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4715                         return 0;
4716
4717                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4718
4719                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4720                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4721                                 BUG();
4722         }
4723         return 0;
4724 }
4725 #endif
4726
4727 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4728
4729 /*
4730  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4731  * and initiates a balancing operation if so.
4732  *
4733  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4734  */
4735 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4736 {
4737         int balance = 1;
4738         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4739         unsigned long interval;
4740         struct sched_domain *sd;
4741         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4742         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4743         int update_next_balance = 0;
4744         int need_serialize;
4745
4746         for_each_domain(cpu, sd) {
4747                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4748                         continue;
4749
4750                 interval = sd->balance_interval;
4751                 if (idle != CPU_IDLE)
4752                         interval *= sd->busy_factor;
4753
4754                 /* scale ms to jiffies */
4755                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4756                 if (unlikely(!interval))
4757                         interval = 1;
4758                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
4759                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
4760
4761                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4762
4763                 if (need_serialize) {
4764                         if (!spin_trylock(&balancing))
4765                                 goto out;
4766                 }
4767
4768                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4769                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4770                                 /*
4771                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4772                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
4773                                  * not idle.
4774                                  */
4775                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4776                         }
4777                         sd->last_balance = jiffies;
4778                 }
4779                 if (need_serialize)
4780                         spin_unlock(&balancing);
4781 out:
4782                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4783                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4784                         update_next_balance = 1;
4785                 }
4786
4787                 /*
4788                  * Stop the load balance at this level. There is another
4789                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4790                  * actively.
4791                  */
4792                 if (!balance)
4793                         break;
4794         }
4795
4796         /*
4797          * next_balance will be updated only when there is a need.
4798          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4799          * updated.
4800          */
4801         if (likely(update_next_balance))
4802                 rq->next_balance = next_balance;
4803 }
4804
4805 /*
4806  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4807  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
4808  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4809  */
4810 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4811 {
4812         int this_cpu = smp_processor_id();
4813         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4814         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
4815                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4816
4817         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4818
4819 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4820         /*
4821          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
4822          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4823          * stopped.
4824          */
4825         if (this_rq->idle_at_tick &&
4826             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
4827                 struct rq *rq;
4828                 int balance_cpu;
4829
4830                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
4831                         if (balance_cpu == this_cpu)
4832                                 continue;
4833
4834                         /*
4835                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4836                          * work being done for other cpus. Next load
4837                          * balancing owner will pick it up.
4838                          */
4839                         if (need_resched())
4840                                 break;
4841
4842                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4843
4844                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
4845                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4846                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4847                 }
4848         }
4849 #endif
4850 }
4851
4852 static inline int on_null_domain(int cpu)
4853 {
4854         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
4855 }
4856
4857 /*
4858  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4859  *
4860  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
4861  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
4862  * if the whole system is idle.
4863  */
4864 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4865 {
4866 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4867         /*
4868          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4869          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4870          * load balancer.
4871          */
4872         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4873                 rq->in_nohz_recently = 0;
4874
4875                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4876                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4877                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4878                 }
4879
4880                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4881                         int ilb = find_new_ilb(cpu);
4882
4883                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4884                                 resched_cpu(ilb);
4885                 }
4886         }
4887
4888         /*
4889          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4890          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4891          */
4892         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4893             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4894                 resched_cpu(cpu);
4895                 return;
4896         }
4897
4898         /*
4899          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4900          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4901          */
4902         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4903             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4904                 return;
4905 #endif
4906         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4907         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4908             likely(!on_null_domain(cpu)))
4909                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4910 }
4911
4912 #else   /* CONFIG_SMP */
4913
4914 /*
4915  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4916  */
4917 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4918 {
4919 }
4920
4921 #endif
4922
4923 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4924
4925 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4926
4927 /*
4928  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4929  * @p in case that task is currently running.
4930  *
4931  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4932  */
4933 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4934 {
4935         u64 ns = 0;
4936
4937         if (task_current(rq, p)) {
4938                 update_rq_clock(rq);
4939                 ns = rq->clock - p->se.exec_start;
4940                 if ((s64)ns < 0)
4941                         ns = 0;
4942         }
4943
4944         return ns;
4945 }
4946
4947 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4948 {
4949         unsigned long flags;
4950         struct rq *rq;
4951         u64 ns = 0;
4952
4953         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4954         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4955         task_rq_unlock(rq, &flags);
4956
4957         return ns;
4958 }
4959
4960 /*
4961  * Return accounted runtime for the task.
4962  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4963  * pending runtime that have not been accounted yet.
4964  */
4965 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4966 {
4967         unsigned long flags;
4968         struct rq *rq;
4969         u64 ns = 0;
4970
4971         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4972         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4973         task_rq_unlock(rq, &flags);
4974
4975         return ns;
4976 }
4977
4978 /*
4979  * Return sum_exec_runtime for the thread group.
4980  * In case the task is currently running, return the sum plus current's
4981  * pending runtime that have not been accounted yet.
4982  *
4983  * Note that the thread group might have other running tasks as well,
4984  * so the return value not includes other pending runtime that other
4985  * running tasks might have.
4986  */
4987 unsigned long long thread_group_sched_runtime(struct task_struct *p)
4988 {
4989         struct task_cputime totals;
4990         unsigned long flags;
4991         struct rq *rq;
4992         u64 ns;
4993
4994         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4995         thread_group_cputime(p, &totals);
4996         ns = totals.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4997         task_rq_unlock(rq, &flags);
4998
4999         return ns;
5000 }
5001
5002 /*
5003  * Account user cpu time to a process.
5004  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5005  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
5006  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5007  */
5008 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5009                        cputime_t cputime_scaled)
5010 {
5011         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5012         cputime64_t tmp;
5013
5014         /* Add user time to process. */
5015         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5016         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5017         account_group_user_time(p, cputime);
5018
5019         /* Add user time to cpustat. */
5020         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5021         if (TASK_NICE(p) > 0)
5022                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
5023         else
5024                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5025
5026         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
5027         /* Account for user time used */
5028         acct_update_integrals(p);
5029 }
5030
5031 /*
5032  * Account guest cpu time to a process.
5033  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5034  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
5035  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5036  */
5037 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5038                                cputime_t cputime_scaled)
5039 {
5040         cputime64_t tmp;
5041         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5042
5043         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5044
5045         /* Add guest time to process. */
5046         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5047         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5048         account_group_user_time(p, cputime);
5049         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
5050
5051         /* Add guest time to cpustat. */
5052         cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5053         cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
5054 }
5055
5056 /*
5057  * Account system cpu time to a process.
5058  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5059  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
5060  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
5061  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5062  */
5063 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
5064                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
5065 {
5066         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5067         cputime64_t tmp;
5068
5069         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
5070                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
5071                 return;
5072         }
5073
5074         /* Add system time to process. */
5075         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
5076         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
5077         account_group_system_time(p, cputime);
5078
5079         /* Add system time to cpustat. */
5080         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5081         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
5082                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
5083         else if (softirq_count())
5084                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
5085         else
5086                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
5087
5088         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
5089
5090         /* Account for system time used */
5091         acct_update_integrals(p);
5092 }
5093
5094 /*
5095  * Account for involuntary wait time.
5096  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
5097  */
5098 void account_steal_time(cputime_t cputime)
5099 {
5100         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5101         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5102
5103         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
5104 }
5105
5106 /*
5107  * Account for idle time.
5108  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
5109  */
5110 void account_idle_time(cputime_t cputime)
5111 {
5112         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5113         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5114         struct rq *rq = this_rq();
5115
5116         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
5117                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
5118         else
5119                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
5120 }
5121
5122 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5123
5124 /*
5125  * Account a single tick of cpu time.
5126  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5127  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
5128  */
5129 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
5130 {
5131         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
5132         struct rq *rq = this_rq();
5133
5134         if (user_tick)
5135                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
5136         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
5137                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
5138                                     one_jiffy_scaled);
5139         else
5140                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
5141 }
5142
5143 /*
5144  * Account multiple ticks of steal time.
5145  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
5146  * @ticks: number of stolen ticks
5147  */
5148 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
5149 {
5150         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5151 }
5152
5153 /*
5154  * Account multiple ticks of idle time.
5155  * @ticks: number of stolen ticks
5156  */
5157 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
5158 {
5159         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5160 }
5161
5162 #endif
5163
5164 /*
5165  * Use precise platform statistics if available:
5166  */
5167 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5168 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
5169 {
5170         return p->utime;
5171 }
5172
5173 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
5174 {
5175         return p->stime;
5176 }
5177 #else
5178 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
5179 {
5180         clock_t utime = cputime_to_clock_t(p->utime),
5181                 total = utime + cputime_to_clock_t(p->stime);
5182         u64 temp;
5183
5184         /*
5185          * Use CFS's precise accounting:
5186          */
5187         temp = (u64)nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime);
5188
5189         if (total) {
5190                 temp *= utime;
5191                 do_div(temp, total);
5192         }
5193         utime = (clock_t)temp;
5194
5195         p->prev_utime = max(p->prev_utime, clock_t_to_cputime(utime));
5196         return p->prev_utime;
5197 }
5198
5199 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
5200 {
5201         clock_t stime;
5202
5203         /*
5204          * Use CFS's precise accounting. (we subtract utime from
5205          * the total, to make sure the total observed by userspace
5206          * grows monotonically - apps rely on that):
5207          */
5208         stime = nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime) -
5209                         cputime_to_clock_t(task_utime(p));
5210
5211         if (stime >= 0)
5212                 p->prev_stime = max(p->prev_stime, clock_t_to_cputime(stime));
5213
5214         return p->prev_stime;
5215 }
5216 #endif
5217
5218 inline cputime_t task_gtime(struct task_struct *p)
5219 {
5220         return p->gtime;
5221 }
5222
5223 /*
5224  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5225  * We call it with interrupts disabled.
5226  *
5227  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
5228  * timeslices.
5229  */
5230 void scheduler_tick(void)
5231 {
5232         int cpu = smp_processor_id();
5233         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5234         struct task_struct *curr = rq->curr;
5235
5236         sched_clock_tick();
5237
5238         spin_lock(&rq->lock);
5239         update_rq_clock(rq);
5240         update_cpu_load(rq);
5241         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5242         spin_unlock(&rq->lock);
5243
5244         perf_event_task_tick(curr, cpu);
5245
5246 #ifdef CONFIG_SMP
5247         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
5248         trigger_load_balance(rq, cpu);
5249 #endif
5250 }
5251
5252 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
5253 {
5254         if (in_lock_functions(addr)) {
5255                 addr = CALLER_ADDR2;
5256                 if (in_lock_functions(addr))
5257                         addr = CALLER_ADDR3;
5258         }
5259         return addr;
5260 }
5261
5262 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5263                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
5264
5265 void __kprobes add_preempt_count(int val)
5266 {
5267 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5268         /*
5269          * Underflow?
5270          */
5271         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5272                 return;
5273 #endif
5274         preempt_count() += val;
5275 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5276         /*
5277          * Spinlock count overflowing soon?
5278          */
5279         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5280                                 PREEMPT_MASK - 10);
5281 #endif
5282         if (preempt_count() == val)
5283                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5284 }
5285 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
5286
5287 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
5288 {
5289 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5290         /*
5291          * Underflow?
5292          */
5293         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5294                 return;
5295         /*
5296          * Is the spinlock portion underflowing?
5297          */
5298         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5299                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5300                 return;
5301 #endif
5302
5303         if (preempt_count() == val)
5304                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5305         preempt_count() -= val;
5306 }
5307 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
5308
5309 #endif
5310
5311 /*
5312  * Print scheduling while atomic bug:
5313  */
5314 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5315 {
5316         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
5317
5318         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5319                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5320
5321         debug_show_held_locks(prev);
5322         print_modules();
5323         if (irqs_disabled())
5324                 print_irqtrace_events(prev);
5325
5326         if (regs)
5327                 show_regs(regs);
5328         else
5329                 dump_stack();
5330 }
5331
5332 /*
5333  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5334  */
5335 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
5336 {
5337         /*
5338          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
5339          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
5340          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
5341          */
5342         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
5343                 __schedule_bug(prev);
5344
5345         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5346
5347         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
5348 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5349         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
5350                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
5351                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
5352         }
5353 #endif
5354 }
5355
5356 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5357 {
5358         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime - p->se.prev_sum_exec_runtime;
5359
5360         update_avg(&p->se.avg_running, runtime);
5361
5362         if (p->state == TASK_RUNNING) {
5363                 /*
5364                  * In order to avoid avg_overlap growing stale when we are
5365                  * indeed overlapping and hence not getting put to sleep, grow
5366                  * the avg_overlap on preemption.
5367                  *
5368                  * We use the average preemption runtime because that
5369                  * correlates to the amount of cache footprint a task can
5370                  * build up.
5371                  */
5372                 runtime = min_t(u64, runtime, 2*sysctl_sched_migration_cost);
5373                 update_avg(&p->se.avg_overlap, runtime);
5374         } else {
5375                 update_avg(&p->se.avg_running, 0);
5376         }
5377         p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5378 }
5379
5380 /*
5381  * Pick up the highest-prio task:
5382  */
5383 static inline struct task_struct *
5384 pick_next_task(struct rq *rq)
5385 {
5386         const struct sched_class *class;
5387         struct task_struct *p;
5388
5389         /*
5390          * Optimization: we know that if all tasks are in
5391          * the fair class we can call that function directly:
5392          */
5393         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
5394                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
5395                 if (likely(p))
5396                         return p;
5397         }
5398
5399         class = sched_class_highest;
5400         for ( ; ; ) {
5401                 p = class->pick_next_task(rq);
5402                 if (p)
5403                         return p;
5404                 /*
5405                  * Will never be NULL as the idle class always
5406                  * returns a non-NULL p:
5407                  */
5408                 class = class->next;
5409         }
5410 }
5411
5412 /*
5413  * schedule() is the main scheduler function.
5414  */
5415 asmlinkage void __sched schedule(void)
5416 {
5417         struct task_struct *prev, *next;
5418         unsigned long *switch_count;
5419         struct rq *rq;
5420         int cpu;
5421
5422 need_resched:
5423         preempt_disable();
5424         cpu = smp_processor_id();
5425         rq = cpu_rq(cpu);
5426         rcu_sched_qs(cpu);
5427         prev = rq->curr;
5428         switch_count = &prev->nivcsw;
5429
5430         release_kernel_lock(prev);
5431 need_resched_nonpreemptible:
5432
5433         schedule_debug(prev);
5434
5435         if (sched_feat(HRTICK))
5436                 hrtick_clear(rq);
5437
5438         spin_lock_irq(&rq->lock);
5439         update_rq_clock(rq);
5440         clear_tsk_need_resched(prev);
5441
5442         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
5443                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
5444                         prev->state = TASK_RUNNING;
5445                 else
5446                         deactivate_task(rq, prev, 1);
5447                 switch_count = &prev->nvcsw;
5448         }
5449
5450         pre_schedule(rq, prev);
5451
5452         if (unlikely(!rq->nr_running))
5453                 idle_balance(cpu, rq);
5454
5455         put_prev_task(rq, prev);
5456         next = pick_next_task(rq);
5457
5458         if (likely(prev != next)) {
5459                 sched_info_switch(prev, next);
5460                 perf_event_task_sched_out(prev, next, cpu);
5461
5462                 rq->nr_switches++;
5463                 rq->curr = next;
5464                 ++*switch_count;
5465
5466                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
5467                 /*
5468                  * the context switch might have flipped the stack from under
5469                  * us, hence refresh the local variables.
5470                  */
5471                 cpu = smp_processor_id();
5472                 rq = cpu_rq(cpu);
5473         } else
5474                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
5475
5476         post_schedule(rq);
5477
5478         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
5479                 goto need_resched_nonpreemptible;
5480
5481         preempt_enable_no_resched();
5482         if (need_resched())
5483                 goto need_resched;
5484 }
5485 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5486
5487 #ifdef CONFIG_SMP
5488 /*
5489  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
5490  * access and not reliable.
5491  */
5492 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct thread_info *owner)
5493 {
5494         unsigned int cpu;
5495         struct rq *rq;
5496
5497         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
5498                 return 0;
5499
5500 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
5501         /*
5502          * Need to access the cpu field knowing that
5503          * DEBUG_PAGEALLOC could have unmapped it if
5504          * the mutex owner just released it and exited.
5505          */
5506         if (probe_kernel_address(&owner->cpu, cpu))
5507                 goto out;
5508 #else
5509         cpu = owner->cpu;
5510 #endif
5511
5512         /*
5513          * Even if the access succeeded (likely case),
5514          * the cpu field may no longer be valid.
5515          */
5516         if (cpu >= nr_cpumask_bits)
5517                 goto out;
5518
5519         /*
5520          * We need to validate that we can do a
5521          * get_cpu() and that we have the percpu area.
5522          */
5523         if (!cpu_online(cpu))
5524                 goto out;
5525
5526         rq = cpu_rq(cpu);
5527
5528         for (;;) {
5529                 /*
5530                  * Owner changed, break to re-assess state.
5531                  */
5532                 if (lock->owner != owner)
5533                         break;
5534
5535                 /*
5536                  * Is that owner really running on that cpu?
5537                  */
5538                 if (task_thread_info(rq->curr) != owner || need_resched())
5539                         return 0;
5540
5541                 cpu_relax();
5542         }
5543 out:
5544         return 1;
5545 }
5546 #endif
5547
5548 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5549 /*
5550  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5551  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
5552  * occur there and call schedule directly.
5553  */
5554 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
5555 {
5556         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5557
5558         /*
5559          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5560          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5561          */
5562         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
5563                 return;
5564
5565         do {
5566                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5567                 schedule();
5568                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5569
5570                 /*
5571                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5572                  * between schedule and now.
5573                  */
5574                 barrier();
5575         } while (need_resched());
5576 }
5577 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5578
5579 /*
5580  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
5581  * off of irq context.
5582  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5583  * protect us against recursive calling from irq.
5584  */
5585 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
5586 {
5587         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5588
5589         /* Catch callers which need to be fixed */
5590         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
5591
5592         do {
5593                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5594                 local_irq_enable();
5595                 schedule();
5596                 local_irq_disable();
5597                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5598
5599                 /*
5600                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5601                  * between schedule and now.
5602                  */
5603                 barrier();
5604         } while (need_resched());
5605 }
5606
5607 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
5608
5609 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
5610                           void *key)
5611 {
5612         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
5613 }
5614 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5615
5616 /*
5617  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
5618  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
5619  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
5620  *
5621  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
5622  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
5623  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
5624  */
5625 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5626                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
5627 {
5628         wait_queue_t *curr, *next;
5629
5630         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
5631                 unsigned flags = curr->flags;
5632
5633                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
5634                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
5635                         break;
5636         }
5637 }
5638
5639 /**
5640  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
5641  * @q: the waitqueue
5642  * @mode: which threads
5643  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5644  * @key: is directly passed to the wakeup function
5645  *
5646  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5647  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5648  */
5649 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5650                         int nr_exclusive, void *key)
5651 {
5652         unsigned long flags;
5653
5654         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5655         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
5656         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5657 }
5658 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
5659
5660 /*
5661  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
5662  */
5663 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
5664 {
5665         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
5666 }
5667
5668 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
5669 {
5670         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
5671 }
5672
5673 /**
5674  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
5675  * @q: the waitqueue
5676  * @mode: which threads
5677  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5678  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
5679  *
5680  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
5681  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
5682  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
5683  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
5684  *
5685  * On UP it can prevent extra preemption.
5686  *
5687  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5688  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5689  */
5690 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5691                         int nr_exclusive, void *key)
5692 {
5693         unsigned long flags;
5694         int wake_flags = WF_SYNC;
5695
5696         if (unlikely(!q))
5697                 return;
5698
5699         if (unlikely(!nr_exclusive))
5700                 wake_flags = 0;
5701
5702         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5703         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
5704         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5705 }
5706 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
5707
5708 /*
5709  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
5710  */
5711 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
5712 {
5713         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
5714 }
5715 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
5716
5717 /**
5718  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
5719  * @x:  holds the state of this particular completion
5720  *
5721  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
5722  * awakened in the same order in which they were queued.
5723  *
5724  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
5725  *
5726  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5727  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5728  */
5729 void complete(struct completion *x)
5730 {
5731         unsigned long flags;
5732
5733         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5734         x->done++;
5735         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
5736         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5737 }
5738 EXPORT_SYMBOL(complete);
5739
5740 /**
5741  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
5742  * @x:  holds the state of this particular completion
5743  *
5744  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
5745  *
5746  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5747  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5748  */
5749 void complete_all(struct completion *x)
5750 {
5751         unsigned long flags;
5752
5753         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5754         x->done += UINT_MAX/2;
5755         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
5756         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5757 }
5758 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
5759
5760 static inline long __sched
5761 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5762 {
5763         if (!x->done) {
5764                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
5765
5766                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
5767                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
5768                 do {
5769                         if (signal_pending_state(state, current)) {
5770                                 timeout = -ERESTARTSYS;
5771                                 break;
5772                         }
5773                         __set_current_state(state);
5774                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5775                         timeout = schedule_timeout(timeout);
5776                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5777                 } while (!x->done && timeout);
5778                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
5779                 if (!x->done)
5780                         return timeout;
5781         }
5782         x->done--;
5783         return timeout ?: 1;
5784 }
5785
5786 static long __sched
5787 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5788 {
5789         might_sleep();
5790
5791         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5792         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5793         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5794         return timeout;
5795 }
5796
5797 /**
5798  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5799  * @x:  holds the state of this particular completion
5800  *
5801  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5802  * interruptible and there is no timeout.
5803  *
5804  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5805  * and interrupt capability. Also see complete().
5806  */
5807 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5808 {
5809         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5810 }
5811 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5812
5813 /**
5814  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5815  * @x:  holds the state of this particular completion
5816  * @timeout:  timeout value in jiffies
5817  *
5818  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5819  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5820  * interruptible.
5821  */
5822 unsigned long __sched
5823 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5824 {
5825         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5826 }
5827 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5828
5829 /**
5830  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5831  * @x:  holds the state of this particular completion
5832  *
5833  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5834  * interruptible.
5835  */
5836 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5837 {
5838         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5839         if (t == -ERESTARTSYS)
5840                 return t;
5841         return 0;
5842 }
5843 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5844
5845 /**
5846  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5847  * @x:  holds the state of this particular completion
5848  * @timeout:  timeout value in jiffies
5849  *
5850  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5851  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5852  */
5853 unsigned long __sched
5854 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5855                                           unsigned long timeout)
5856 {
5857         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5858 }
5859 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5860
5861 /**
5862  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5863  * @x:  holds the state of this particular completion
5864  *
5865  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5866  * interrupted by a kill signal.
5867  */
5868 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5869 {
5870         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5871         if (t == -ERESTARTSYS)
5872                 return t;
5873         return 0;
5874 }
5875 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5876
5877 /**
5878  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5879  *      @x:     completion structure
5880  *
5881  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5882  *               1 if a decrement succeeded.
5883  *
5884  *      If a completion is being used as a counting completion,
5885  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5886  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5887  *      is protecting is not available.
5888  */
5889 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5890 {
5891         int ret = 1;
5892
5893         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5894         if (!x->done)
5895                 ret = 0;
5896         else
5897                 x->done--;
5898         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5899         return ret;
5900 }
5901 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5902
5903 /**
5904  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5905  *      @x:     completion structure
5906  *
5907  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5908  *               1 if there are no waiters.
5909  *
5910  */
5911 bool completion_done(struct completion *x)
5912 {
5913         int ret = 1;
5914
5915         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5916         if (!x->done)
5917                 ret = 0;
5918         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5919         return ret;
5920 }
5921 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5922
5923 static long __sched
5924 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5925 {
5926         unsigned long flags;
5927         wait_queue_t wait;
5928
5929         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5930
5931         __set_current_state(state);
5932
5933         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5934         __add_wait_queue(q, &wait);
5935         spin_unlock(&q->lock);
5936         timeout = schedule_timeout(timeout);
5937         spin_lock_irq(&q->lock);
5938         __remove_wait_queue(q, &wait);
5939         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5940
5941         return timeout;
5942 }
5943
5944 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5945 {
5946         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5947 }
5948 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
5949
5950 long __sched
5951 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5952 {
5953         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
5954 }
5955 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
5956
5957 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5958 {
5959         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5960 }
5961 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
5962
5963 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5964 {
5965         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
5966 }
5967 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
5968
5969 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5970
5971 /*
5972  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5973  * @p: task
5974  * @prio: prio value (kernel-internal form)
5975  *
5976  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
5977  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
5978  *
5979  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
5980  */
5981 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
5982 {
5983         unsigned long flags;
5984         int oldprio, on_rq, running;
5985         struct rq *rq;
5986         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
5987
5988         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
5989
5990         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5991         update_rq_clock(rq);
5992
5993         oldprio = p->prio;
5994         on_rq = p->se.on_rq;
5995         running = task_current(rq, p);
5996         if (on_rq)
5997                 dequeue_task(rq, p, 0);
5998         if (running)
5999                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6000
6001         if (rt_prio(prio))
6002                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6003         else
6004                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6005
6006         p->prio = prio;
6007
6008         if (running)
6009                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6010         if (on_rq) {
6011                 enqueue_task(rq, p, 0);
6012
6013                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6014         }
6015         task_rq_unlock(rq, &flags);
6016 }
6017
6018 #endif
6019
6020 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6021 {
6022         int old_prio, delta, on_rq;
6023         unsigned long flags;
6024         struct rq *rq;
6025
6026         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
6027                 return;
6028         /*
6029          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6030          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6031          */
6032         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6033         update_rq_clock(rq);
6034         /*
6035          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
6036          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
6037          * it wont have any effect on scheduling until the task is
6038          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
6039          */
6040         if (task_has_rt_policy(p)) {
6041                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6042                 goto out_unlock;
6043         }
6044         on_rq = p->se.on_rq;
6045         if (on_rq)
6046                 dequeue_task(rq, p, 0);
6047
6048         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6049         set_load_weight(p);
6050         old_prio = p->prio;
6051         p->prio = effective_prio(p);
6052         delta = p->prio - old_prio;
6053
6054         if (on_rq) {
6055                 enqueue_task(rq, p, 0);
6056                 /*
6057                  * If the task increased its priority or is running and
6058                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
6059                  */
6060                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
6061                         resched_task(rq->curr);
6062         }
6063 out_unlock:
6064         task_rq_unlock(rq, &flags);
6065 }
6066 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
6067
6068 /*
6069  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
6070  * @p: task
6071  * @nice: nice value
6072  */
6073 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
6074 {
6075         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
6076         int nice_rlim = 20 - nice;
6077
6078         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
6079                 capable(CAP_SYS_NICE));
6080 }
6081
6082 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
6083
6084 /*
6085  * sys_nice - change the priority of the current process.
6086  * @increment: priority increment
6087  *
6088  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
6089  * does similar things.
6090  */
6091 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
6092 {
6093         long nice, retval;
6094
6095         /*
6096          * Setpriority might change our priority at the same moment.
6097          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
6098          * and we have a single winner.
6099          */
6100         if (increment < -40)
6101                 increment = -40;
6102         if (increment > 40)
6103                 increment = 40;
6104
6105         nice = TASK_NICE(current) + increment;
6106         if (nice < -20)
6107                 nice = -20;
6108         if (nice > 19)
6109                 nice = 19;
6110
6111         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
6112                 return -EPERM;
6113
6114         retval = security_task_setnice(current, nice);
6115         if (retval)
6116                 return retval;
6117
6118         set_user_nice(current, nice);
6119         return 0;
6120 }
6121
6122 #endif
6123
6124 /**
6125  * task_prio - return the priority value of a given task.
6126  * @p: the task in question.
6127  *
6128  * This is the priority value as seen by users in /proc.
6129  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
6130  * around 0, value goes from -16 to +15.
6131  */
6132 int task_prio(const struct task_struct *p)
6133 {
6134         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6135 }
6136
6137 /**
6138  * task_nice - return the nice value of a given task.
6139  * @p: the task in question.
6140  */
6141 int task_nice(const struct task_struct *p)
6142 {
6143         return TASK_NICE(p);
6144 }
6145 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
6146
6147 /**
6148  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
6149  * @cpu: the processor in question.
6150  */
6151 int idle_cpu(int cpu)
6152 {
6153         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
6154 }
6155
6156 /**
6157  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
6158  * @cpu: the processor in question.
6159  */
6160 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6161 {
6162         return cpu_rq(cpu)->idle;
6163 }
6164
6165 /**
6166  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
6167  * @pid: the pid in question.
6168  */
6169 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
6170 {
6171         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6172 }
6173
6174 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
6175 static void
6176 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
6177 {
6178         BUG_ON(p->se.on_rq);
6179
6180         p->policy = policy;
6181         switch (p->policy) {
6182         case SCHED_NORMAL:
6183         case SCHED_BATCH:
6184         case SCHED_IDLE:
6185                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6186                 break;
6187         case SCHED_FIFO:
6188         case SCHED_RR:
6189                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6190                 break;
6191         }
6192
6193         p->rt_priority = prio;
6194         p->normal_prio = normal_prio(p);
6195         /* we are holding p->pi_lock already */
6196         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
6197         set_load_weight(p);
6198 }
6199
6200 /*
6201  * check the target process has a UID that matches the current process's
6202  */
6203 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
6204 {
6205         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
6206         bool match;
6207
6208         rcu_read_lock();
6209         pcred = __task_cred(p);
6210         match = (cred->euid == pcred->euid ||
6211                  cred->euid == pcred->uid);
6212         rcu_read_unlock();
6213         return match;
6214 }
6215
6216 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6217                                 struct sched_param *param, bool user)
6218 {
6219         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
6220         unsigned long flags;
6221         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6222         struct rq *rq;
6223         int reset_on_fork;
6224
6225         /* may grab non-irq protected spin_locks */
6226         BUG_ON(in_interrupt());
6227 recheck:
6228         /* double check policy once rq lock held */
6229         if (policy < 0) {
6230                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
6231                 policy = oldpolicy = p->policy;
6232         } else {
6233                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
6234                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
6235
6236                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
6237                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
6238                                 policy != SCHED_IDLE)
6239                         return -EINVAL;
6240         }
6241
6242         /*
6243          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
6244          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
6245          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
6246          */
6247         if (param->sched_priority < 0 ||
6248             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
6249             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
6250                 return -EINVAL;
6251         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
6252                 return -EINVAL;
6253
6254         /*
6255          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
6256          */
6257         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
6258                 if (rt_policy(policy)) {
6259                         unsigned long rlim_rtprio;
6260
6261                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
6262                                 return -ESRCH;
6263                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
6264                         unlock_task_sighand(p, &flags);
6265
6266                         /* can't set/change the rt policy */
6267                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
6268                                 return -EPERM;
6269
6270                         /* can't increase priority */
6271                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
6272                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
6273                                 return -EPERM;
6274                 }
6275                 /*
6276                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
6277                  * move out of SCHED_IDLE either:
6278                  */
6279                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
6280                         return -EPERM;
6281
6282                 /* can't change other user's priorities */
6283                 if (!check_same_owner(p))
6284                         return -EPERM;
6285
6286                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
6287                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
6288                         return -EPERM;
6289         }
6290
6291         if (user) {
6292 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6293                 /*
6294                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
6295                  * assigned.
6296                  */
6297                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
6298                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6299                         return -EPERM;
6300 #endif
6301
6302                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
6303                 if (retval)
6304                         return retval;
6305         }
6306
6307         /*
6308          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
6309          * changing the priority of the task:
6310          */
6311         spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6312         /*
6313          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
6314          * runqueue lock must be held.
6315          */
6316         rq = __task_rq_lock(p);
6317         /* recheck policy now with rq lock held */
6318         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
6319                 policy = oldpolicy = -1;
6320                 __task_rq_unlock(rq);
6321                 spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6322                 goto recheck;
6323         }
6324         update_rq_clock(rq);
6325         on_rq = p->se.on_rq;
6326         running = task_current(rq, p);
6327         if (on_rq)
6328                 deactivate_task(rq, p, 0);
6329         if (running)
6330                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6331
6332         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
6333
6334         oldprio = p->prio;
6335         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
6336
6337         if (running)
6338                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6339         if (on_rq) {
6340                 activate_task(rq, p, 0);
6341
6342                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6343         }
6344         __task_rq_unlock(rq);
6345         spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6346
6347         rt_mutex_adjust_pi(p);
6348
6349         return 0;
6350 }
6351
6352 /**
6353  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
6354  * @p: the task in question.
6355  * @policy: new policy.
6356  * @param: structure containing the new RT priority.
6357  *
6358  * NOTE that the task may be already dead.
6359  */
6360 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6361                        struct sched_param *param)
6362 {
6363         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
6364 }
6365 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
6366
6367 /**
6368  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
6369  * @p: the task in question.
6370  * @policy: new policy.
6371  * @param: structure containing the new RT priority.
6372  *
6373  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
6374  * current context has permission.  For example, this is needed in
6375  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
6376  * but our caller might not have that capability.
6377  */
6378 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
6379                                struct sched_param *param)
6380 {
6381         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
6382 }
6383
6384 static int
6385 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
6386 {
6387         struct sched_param lparam;
6388         struct task_struct *p;
6389         int retval;
6390
6391         if (!param || pid < 0)
6392                 return -EINVAL;
6393         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
6394                 return -EFAULT;
6395
6396         rcu_read_lock();
6397         retval = -ESRCH;
6398         p = find_process_by_pid(pid);
6399         if (p != NULL)
6400                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
6401         rcu_read_unlock();
6402
6403         return retval;
6404 }
6405
6406 /**
6407  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
6408  * @pid: the pid in question.
6409  * @policy: new policy.
6410  * @param: structure containing the new RT priority.
6411  */
6412 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
6413                 struct sched_param __user *, param)
6414 {
6415         /* negative values for policy are not valid */
6416         if (policy < 0)
6417                 return -EINVAL;
6418
6419         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
6420 }
6421
6422 /**
6423  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
6424  * @pid: the pid in question.
6425  * @param: structure containing the new RT priority.
6426  */
6427 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6428 {
6429         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
6430 }
6431
6432 /**
6433  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6434  * @pid: the pid in question.
6435  */
6436 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6437 {
6438         struct task_struct *p;
6439         int retval;
6440
6441         if (pid < 0)
6442                 return -EINVAL;
6443
6444         retval = -ESRCH;
6445         read_lock(&tasklist_lock);
6446         p = find_process_by_pid(pid);
6447         if (p) {
6448                 retval = security_task_getscheduler(p);
6449                 if (!retval)
6450                         retval = p->policy
6451                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
6452         }
6453         read_unlock(&tasklist_lock);
6454         return retval;
6455 }
6456
6457 /**
6458  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
6459  * @pid: the pid in question.
6460  * @param: structure containing the RT priority.
6461  */
6462 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6463 {
6464         struct sched_param lp;
6465         struct task_struct *p;
6466         int retval;
6467
6468         if (!param || pid < 0)
6469                 return -EINVAL;
6470
6471         read_lock(&tasklist_lock);
6472         p = find_process_by_pid(pid);
6473         retval = -ESRCH;
6474         if (!p)
6475                 goto out_unlock;
6476
6477         retval = security_task_getscheduler(p);
6478         if (retval)
6479                 goto out_unlock;
6480
6481         lp.sched_priority = p->rt_priority;
6482         read_unlock(&tasklist_lock);
6483
6484         /*
6485          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6486          */
6487         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6488
6489         return retval;
6490
6491 out_unlock:
6492         read_unlock(&tasklist_lock);
6493         return retval;
6494 }
6495
6496 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6497 {
6498         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6499         struct task_struct *p;
6500         int retval;
6501
6502         get_online_cpus();
6503         read_lock(&tasklist_lock);
6504
6505         p = find_process_by_pid(pid);
6506         if (!p) {
6507                 read_unlock(&tasklist_lock);
6508                 put_online_cpus();
6509                 return -ESRCH;
6510         }
6511
6512         /*
6513          * It is not safe to call set_cpus_allowed with the
6514          * tasklist_lock held. We will bump the task_struct's
6515          * usage count and then drop tasklist_lock.
6516          */
6517         get_task_struct(p);
6518         read_unlock(&tasklist_lock);
6519
6520         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6521                 retval = -ENOMEM;
6522                 goto out_put_task;
6523         }
6524         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6525                 retval = -ENOMEM;
6526                 goto out_free_cpus_allowed;
6527         }
6528         retval = -EPERM;
6529         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
6530                 goto out_unlock;
6531
6532         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
6533         if (retval)
6534                 goto out_unlock;
6535
6536         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6537         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6538  again:
6539         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
6540
6541         if (!retval) {
6542                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6543                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6544                         /*
6545                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6546                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6547                          * cpuset's cpus_allowed
6548                          */
6549                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6550                         goto again;
6551                 }
6552         }
6553 out_unlock:
6554         free_cpumask_var(new_mask);
6555 out_free_cpus_allowed:
6556         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6557 out_put_task:
6558         put_task_struct(p);
6559         put_online_cpus();
6560         return retval;
6561 }
6562
6563 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6564                              struct cpumask *new_mask)
6565 {
6566         if (len < cpumask_size())
6567                 cpumask_clear(new_mask);
6568         else if (len > cpumask_size())
6569                 len = cpumask_size();
6570
6571         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6572 }
6573
6574 /**
6575  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
6576  * @pid: pid of the process
6577  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6578  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
6579  */
6580 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6581                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6582 {
6583         cpumask_var_t new_mask;
6584         int retval;
6585
6586         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6587                 return -ENOMEM;
6588
6589         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6590         if (retval == 0)
6591                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6592         free_cpumask_var(new_mask);
6593         return retval;
6594 }
6595
6596 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6597 {
6598         struct task_struct *p;
6599         int retval;
6600
6601         get_online_cpus();
6602         read_lock(&tasklist_lock);
6603
6604         retval = -ESRCH;
6605         p = find_process_by_pid(pid);
6606         if (!p)
6607                 goto out_unlock;
6608
6609         retval = security_task_getscheduler(p);
6610         if (retval)
6611                 goto out_unlock;
6612
6613         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6614
6615 out_unlock:
6616         read_unlock(&tasklist_lock);
6617         put_online_cpus();
6618
6619         return retval;
6620 }
6621
6622 /**
6623  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
6624  * @pid: pid of the process
6625  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6626  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
6627  */
6628 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6629                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6630 {
6631         int ret;
6632         cpumask_var_t mask;
6633
6634         if (len < cpumask_size())
6635                 return -EINVAL;
6636
6637         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6638                 return -ENOMEM;
6639
6640         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6641         if (ret == 0) {
6642                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, cpumask_size()))
6643                         ret = -EFAULT;
6644                 else
6645                         ret = cpumask_size();
6646         }
6647         free_cpumask_var(mask);
6648
6649         return ret;
6650 }
6651
6652 /**
6653  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6654  *
6655  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6656  * other threads running on this CPU then this function will return.
6657  */
6658 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6659 {
6660         struct rq *rq = this_rq_lock();
6661
6662         schedstat_inc(rq, yld_count);
6663         current->sched_class->yield_task(rq);
6664
6665         /*
6666          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6667          * no need to preempt or enable interrupts:
6668          */
6669         __release(rq->lock);
6670         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
6671         _raw_spin_unlock(&rq->lock);
6672         preempt_enable_no_resched();
6673
6674         schedule();
6675
6676         return 0;
6677 }
6678
6679 static inline int should_resched(void)
6680 {
6681         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
6682 }
6683
6684 static void __cond_resched(void)
6685 {
6686         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6687         schedule();
6688         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6689 }
6690
6691 int __sched _cond_resched(void)
6692 {
6693         if (should_resched()) {
6694                 __cond_resched();
6695                 return 1;
6696         }
6697         return 0;
6698 }
6699 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6700
6701 /*
6702  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6703  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6704  *
6705  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
6706  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6707  * spin_unlock(), once by hand).
6708  */
6709 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6710 {
6711         int resched = should_resched();
6712         int ret = 0;
6713
6714         lockdep_assert_held(lock);
6715
6716         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6717                 spin_unlock(lock);
6718                 if (resched)
6719                         __cond_resched();
6720                 else
6721                         cpu_relax();
6722                 ret = 1;
6723                 spin_lock(lock);
6724         }
6725         return ret;
6726 }
6727 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
6728
6729 int __sched __cond_resched_softirq(void)
6730 {
6731         BUG_ON(!in_softirq());
6732
6733         if (should_resched()) {
6734                 local_bh_enable();
6735                 __cond_resched();
6736                 local_bh_disable();
6737                 return 1;
6738         }
6739         return 0;
6740 }
6741 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
6742
6743 /**
6744  * yield - yield the current processor to other threads.
6745  *
6746  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6747  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6748  */
6749 void __sched yield(void)
6750 {
6751         set_current_state(TASK_RUNNING);
6752         sys_sched_yield();
6753 }
6754 EXPORT_SYMBOL(yield);
6755
6756 /*
6757  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6758  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6759  *
6760  * But don't do that if it is a deliberate, throttling IO wait (this task
6761  * has set its backing_dev_info: the queue against which it should throttle)
6762  */
6763 void __sched io_schedule(void)
6764 {
6765         struct rq *rq = raw_rq();
6766
6767         delayacct_blkio_start();
6768         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6769         current->in_iowait = 1;
6770         schedule();
6771         current->in_iowait = 0;
6772         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6773         delayacct_blkio_end();
6774 }
6775 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6776
6777 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6778 {
6779         struct rq *rq = raw_rq();
6780         long ret;
6781
6782         delayacct_blkio_start();
6783         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6784         current->in_iowait = 1;
6785         ret = schedule_timeout(timeout);
6786         current->in_iowait = 0;
6787         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6788         delayacct_blkio_end();
6789         return ret;
6790 }
6791
6792 /**
6793  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6794  * @policy: scheduling class.
6795  *
6796  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6797  * by a given scheduling class.
6798  */
6799 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6800 {
6801         int ret = -EINVAL;
6802
6803         switch (policy) {
6804         case SCHED_FIFO:
6805         case SCHED_RR:
6806                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6807                 break;
6808         case SCHED_NORMAL:
6809         case SCHED_BATCH:
6810         case SCHED_IDLE:
6811                 ret = 0;
6812                 break;
6813         }
6814         return ret;
6815 }
6816
6817 /**
6818  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6819  * @policy: scheduling class.
6820  *
6821  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6822  * by a given scheduling class.
6823  */
6824 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6825 {
6826         int ret = -EINVAL;
6827
6828         switch (policy) {
6829         case SCHED_FIFO:
6830         case SCHED_RR:
6831                 ret = 1;
6832                 break;
6833         case SCHED_NORMAL:
6834         case SCHED_BATCH:
6835         case SCHED_IDLE:
6836                 ret = 0;
6837         }
6838         return ret;
6839 }
6840
6841 /**
6842  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6843  * @pid: pid of the process.
6844  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6845  *
6846  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6847  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6848  */
6849 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6850                 struct timespec __user *, interval)
6851 {
6852         struct task_struct *p;
6853         unsigned int time_slice;
6854         int retval;
6855         struct timespec t;
6856
6857         if (pid < 0)
6858                 return -EINVAL;
6859
6860         retval = -ESRCH;
6861         read_lock(&tasklist_lock);
6862         p = find_process_by_pid(pid);
6863         if (!p)
6864                 goto out_unlock;
6865
6866         retval = security_task_getscheduler(p);
6867         if (retval)
6868                 goto out_unlock;
6869
6870         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(p);
6871
6872         read_unlock(&tasklist_lock);
6873         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
6874         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
6875         return retval;
6876
6877 out_unlock:
6878         read_unlock(&tasklist_lock);
6879         return retval;
6880 }
6881
6882 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
6883
6884 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6885 {
6886         unsigned long free = 0;
6887         unsigned state;
6888
6889         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6890         printk(KERN_INFO "%-13.13s %c", p->comm,
6891                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6892 #if BITS_PER_LONG == 32
6893         if (state == TASK_RUNNING)
6894                 printk(KERN_CONT " running  ");
6895         else
6896                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6897 #else
6898         if (state == TASK_RUNNING)
6899                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6900         else
6901                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
6902 #endif
6903 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6904         free = stack_not_used(p);
6905 #endif
6906         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6907                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent),
6908                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6909
6910         show_stack(p, NULL);
6911 }
6912
6913 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6914 {
6915         struct task_struct *g, *p;
6916
6917 #if BITS_PER_LONG == 32
6918         printk(KERN_INFO
6919                 "  task                PC stack   pid father\n");
6920 #else
6921         printk(KERN_INFO
6922                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6923 #endif
6924         read_lock(&tasklist_lock);
6925         do_each_thread(g, p) {
6926                 /*
6927