Merge branch 'next' into for-linus
[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/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/kthread.h>
58 #include <linux/proc_fs.h>
59 #include <linux/seq_file.h>
60 #include <linux/sysctl.h>
61 #include <linux/syscalls.h>
62 #include <linux/times.h>
63 #include <linux/tsacct_kern.h>
64 #include <linux/kprobes.h>
65 #include <linux/delayacct.h>
66 #include <linux/reciprocal_div.h>
67 #include <linux/unistd.h>
68 #include <linux/pagemap.h>
69 #include <linux/hrtimer.h>
70 #include <linux/tick.h>
71 #include <linux/bootmem.h>
72 #include <linux/debugfs.h>
73 #include <linux/ctype.h>
74 #include <linux/ftrace.h>
75 #include <trace/sched.h>
76
77 #include <asm/tlb.h>
78 #include <asm/irq_regs.h>
79
80 #include "sched_cpupri.h"
81
82 /*
83  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
84  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
85  * and back.
86  */
87 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
88 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
89 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
90
91 /*
92  * 'User priority' is the nice value converted to something we
93  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
94  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
95  */
96 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
97 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
98 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
99
100 /*
101  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
102  */
103 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
104
105 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
106 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
107
108 /*
109  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
110  *
111  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
112  * Timeslices get refilled after they expire.
113  */
114 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
115
116 /*
117  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
118  */
119 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
120
121 #ifdef CONFIG_SMP
122 /*
123  * Divide a load by a sched group cpu_power : (load / sg->__cpu_power)
124  * Since cpu_power is a 'constant', we can use a reciprocal divide.
125  */
126 static inline u32 sg_div_cpu_power(const struct sched_group *sg, u32 load)
127 {
128         return reciprocal_divide(load, sg->reciprocal_cpu_power);
129 }
130
131 /*
132  * Each time a sched group cpu_power is changed,
133  * we must compute its reciprocal value
134  */
135 static inline void sg_inc_cpu_power(struct sched_group *sg, u32 val)
136 {
137         sg->__cpu_power += val;
138         sg->reciprocal_cpu_power = reciprocal_value(sg->__cpu_power);
139 }
140 #endif
141
142 static inline int rt_policy(int policy)
143 {
144         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
145                 return 1;
146         return 0;
147 }
148
149 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
150 {
151         return rt_policy(p->policy);
152 }
153
154 /*
155  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
156  */
157 struct rt_prio_array {
158         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
159         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
160 };
161
162 struct rt_bandwidth {
163         /* nests inside the rq lock: */
164         spinlock_t              rt_runtime_lock;
165         ktime_t                 rt_period;
166         u64                     rt_runtime;
167         struct hrtimer          rt_period_timer;
168 };
169
170 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
171
172 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
173
174 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
175 {
176         struct rt_bandwidth *rt_b =
177                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
178         ktime_t now;
179         int overrun;
180         int idle = 0;
181
182         for (;;) {
183                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
184                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
185
186                 if (!overrun)
187                         break;
188
189                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
190         }
191
192         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
193 }
194
195 static
196 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
197 {
198         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
199         rt_b->rt_runtime = runtime;
200
201         spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
202
203         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
204                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
205         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
206         rt_b->rt_period_timer.cb_mode = HRTIMER_CB_IRQSAFE_UNLOCKED;
207 }
208
209 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
210 {
211         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
212 }
213
214 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
215 {
216         ktime_t now;
217
218         if (rt_bandwidth_enabled() && rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
219                 return;
220
221         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
222                 return;
223
224         spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
225         for (;;) {
226                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
227                         break;
228
229                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
230                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
231                 hrtimer_start_expires(&rt_b->rt_period_timer,
232                                 HRTIMER_MODE_ABS);
233         }
234         spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
235 }
236
237 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
238 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
239 {
240         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
241 }
242 #endif
243
244 /*
245  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
246  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
247  */
248 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
249
250 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
251
252 #include <linux/cgroup.h>
253
254 struct cfs_rq;
255
256 static LIST_HEAD(task_groups);
257
258 /* task group related information */
259 struct task_group {
260 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
261         struct cgroup_subsys_state css;
262 #endif
263
264 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
265         /* schedulable entities of this group on each cpu */
266         struct sched_entity **se;
267         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
268         struct cfs_rq **cfs_rq;
269         unsigned long shares;
270 #endif
271
272 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
273         struct sched_rt_entity **rt_se;
274         struct rt_rq **rt_rq;
275
276         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
277 #endif
278
279         struct rcu_head rcu;
280         struct list_head list;
281
282         struct task_group *parent;
283         struct list_head siblings;
284         struct list_head children;
285 };
286
287 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
288
289 /*
290  * Root task group.
291  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
292  *      be a child to this group.
293  */
294 struct task_group root_task_group;
295
296 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
297 /* Default task group's sched entity on each cpu */
298 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
299 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
300 static DEFINE_PER_CPU(struct cfs_rq, init_cfs_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
301 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
302
303 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
304 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
305 static DEFINE_PER_CPU(struct rt_rq, init_rt_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
306 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
307 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
308 #define root_task_group init_task_group
309 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
310
311 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
312  * a task group's cpu shares.
313  */
314 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
315
316 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
317 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
318 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
319 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
320 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
321 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
322
323 /*
324  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
325  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
326  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
327  * too large, so as the shares value of a task group.
328  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
329  *  limitation from this.)
330  */
331 #define MIN_SHARES      2
332 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
333
334 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
335 #endif
336
337 /* Default task group.
338  *      Every task in system belong to this group at bootup.
339  */
340 struct task_group init_task_group;
341
342 /* return group to which a task belongs */
343 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
344 {
345         struct task_group *tg;
346
347 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
348         rcu_read_lock();
349         tg = __task_cred(p)->user->tg;
350         rcu_read_unlock();
351 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
352         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
353                                 struct task_group, css);
354 #else
355         tg = &init_task_group;
356 #endif
357         return tg;
358 }
359
360 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
361 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
362 {
363 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
364         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
365         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
366 #endif
367
368 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
369         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
370         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
371 #endif
372 }
373
374 #else
375
376 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
377 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
378 {
379         return NULL;
380 }
381
382 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
383
384 /* CFS-related fields in a runqueue */
385 struct cfs_rq {
386         struct load_weight load;
387         unsigned long nr_running;
388
389         u64 exec_clock;
390         u64 min_vruntime;
391
392         struct rb_root tasks_timeline;
393         struct rb_node *rb_leftmost;
394
395         struct list_head tasks;
396         struct list_head *balance_iterator;
397
398         /*
399          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
400          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
401          */
402         struct sched_entity *curr, *next, *last;
403
404         unsigned int nr_spread_over;
405
406 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
407         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
408
409         /*
410          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
411          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
412          * (like users, containers etc.)
413          *
414          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
415          * list is used during load balance.
416          */
417         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
418         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
419
420 #ifdef CONFIG_SMP
421         /*
422          * the part of load.weight contributed by tasks
423          */
424         unsigned long task_weight;
425
426         /*
427          *   h_load = weight * f(tg)
428          *
429          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
430          * this group.
431          */
432         unsigned long h_load;
433
434         /*
435          * this cpu's part of tg->shares
436          */
437         unsigned long shares;
438
439         /*
440          * load.weight at the time we set shares
441          */
442         unsigned long rq_weight;
443 #endif
444 #endif
445 };
446
447 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
448 struct rt_rq {
449         struct rt_prio_array active;
450         unsigned long rt_nr_running;
451 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
452         int highest_prio; /* highest queued rt task prio */
453 #endif
454 #ifdef CONFIG_SMP
455         unsigned long rt_nr_migratory;
456         int overloaded;
457 #endif
458         int rt_throttled;
459         u64 rt_time;
460         u64 rt_runtime;
461         /* Nests inside the rq lock: */
462         spinlock_t rt_runtime_lock;
463
464 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
465         unsigned long rt_nr_boosted;
466
467         struct rq *rq;
468         struct list_head leaf_rt_rq_list;
469         struct task_group *tg;
470         struct sched_rt_entity *rt_se;
471 #endif
472 };
473
474 #ifdef CONFIG_SMP
475
476 /*
477  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
478  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
479  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
480  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
481  * object.
482  *
483  */
484 struct root_domain {
485         atomic_t refcount;
486         cpumask_t span;
487         cpumask_t online;
488
489         /*
490          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
491          * one runnable RT task.
492          */
493         cpumask_t rto_mask;
494         atomic_t rto_count;
495 #ifdef CONFIG_SMP
496         struct cpupri cpupri;
497 #endif
498 };
499
500 /*
501  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
502  * members (mimicking the global state we have today).
503  */
504 static struct root_domain def_root_domain;
505
506 #endif
507
508 /*
509  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
510  *
511  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
512  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
513  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
514  */
515 struct rq {
516         /* runqueue lock: */
517         spinlock_t lock;
518
519         /*
520          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
521          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
522          */
523         unsigned long nr_running;
524         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
525         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
526         unsigned char idle_at_tick;
527 #ifdef CONFIG_NO_HZ
528         unsigned long last_tick_seen;
529         unsigned char in_nohz_recently;
530 #endif
531         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
532         struct load_weight load;
533         unsigned long nr_load_updates;
534         u64 nr_switches;
535
536         struct cfs_rq cfs;
537         struct rt_rq rt;
538
539 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
540         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
541         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
542 #endif
543 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
544         struct list_head leaf_rt_rq_list;
545 #endif
546
547         /*
548          * This is part of a global counter where only the total sum
549          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
550          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
551          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
552          */
553         unsigned long nr_uninterruptible;
554
555         struct task_struct *curr, *idle;
556         unsigned long next_balance;
557         struct mm_struct *prev_mm;
558
559         u64 clock;
560
561         atomic_t nr_iowait;
562
563 #ifdef CONFIG_SMP
564         struct root_domain *rd;
565         struct sched_domain *sd;
566
567         /* For active balancing */
568         int active_balance;
569         int push_cpu;
570         /* cpu of this runqueue: */
571         int cpu;
572         int online;
573
574         unsigned long avg_load_per_task;
575
576         struct task_struct *migration_thread;
577         struct list_head migration_queue;
578 #endif
579
580 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
581 #ifdef CONFIG_SMP
582         int hrtick_csd_pending;
583         struct call_single_data hrtick_csd;
584 #endif
585         struct hrtimer hrtick_timer;
586 #endif
587
588 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
589         /* latency stats */
590         struct sched_info rq_sched_info;
591
592         /* sys_sched_yield() stats */
593         unsigned int yld_exp_empty;
594         unsigned int yld_act_empty;
595         unsigned int yld_both_empty;
596         unsigned int yld_count;
597
598         /* schedule() stats */
599         unsigned int sched_switch;
600         unsigned int sched_count;
601         unsigned int sched_goidle;
602
603         /* try_to_wake_up() stats */
604         unsigned int ttwu_count;
605         unsigned int ttwu_local;
606
607         /* BKL stats */
608         unsigned int bkl_count;
609 #endif
610 };
611
612 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
613
614 static inline void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sync)
615 {
616         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, sync);
617 }
618
619 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
620 {
621 #ifdef CONFIG_SMP
622         return rq->cpu;
623 #else
624         return 0;
625 #endif
626 }
627
628 /*
629  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
630  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
631  *
632  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
633  * preempt-disabled sections.
634  */
635 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
636         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
637
638 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
639 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
640 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
641 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
642
643 static inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
644 {
645         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
646 }
647
648 /*
649  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
650  */
651 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
652 # define const_debug __read_mostly
653 #else
654 # define const_debug static const
655 #endif
656
657 /**
658  * runqueue_is_locked
659  *
660  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
661  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
662  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
663  */
664 int runqueue_is_locked(void)
665 {
666         int cpu = get_cpu();
667         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
668         int ret;
669
670         ret = spin_is_locked(&rq->lock);
671         put_cpu();
672         return ret;
673 }
674
675 /*
676  * Debugging: various feature bits
677  */
678
679 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
680         __SCHED_FEAT_##name ,
681
682 enum {
683 #include "sched_features.h"
684 };
685
686 #undef SCHED_FEAT
687
688 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
689         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
690
691 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
692 #include "sched_features.h"
693         0;
694
695 #undef SCHED_FEAT
696
697 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
698 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
699         #name ,
700
701 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
702 #include "sched_features.h"
703         NULL
704 };
705
706 #undef SCHED_FEAT
707
708 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
709 {
710         filp->private_data = inode->i_private;
711         return 0;
712 }
713
714 static ssize_t
715 sched_feat_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
716                 size_t cnt, loff_t *ppos)
717 {
718         char *buf;
719         int r = 0;
720         int len = 0;
721         int i;
722
723         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
724                 len += strlen(sched_feat_names[i]);
725                 len += 4;
726         }
727
728         buf = kmalloc(len + 2, GFP_KERNEL);
729         if (!buf)
730                 return -ENOMEM;
731
732         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
733                 if (sysctl_sched_features & (1UL << i))
734                         r += sprintf(buf + r, "%s ", sched_feat_names[i]);
735                 else
736                         r += sprintf(buf + r, "NO_%s ", sched_feat_names[i]);
737         }
738
739         r += sprintf(buf + r, "\n");
740         WARN_ON(r >= len + 2);
741
742         r = simple_read_from_buffer(ubuf, cnt, ppos, buf, r);
743
744         kfree(buf);
745
746         return r;
747 }
748
749 static ssize_t
750 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
751                 size_t cnt, loff_t *ppos)
752 {
753         char buf[64];
754         char *cmp = buf;
755         int neg = 0;
756         int i;
757
758         if (cnt > 63)
759                 cnt = 63;
760
761         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
762                 return -EFAULT;
763
764         buf[cnt] = 0;
765
766         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
767                 neg = 1;
768                 cmp += 3;
769         }
770
771         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
772                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
773
774                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
775                         if (neg)
776                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
777                         else
778                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
779                         break;
780                 }
781         }
782
783         if (!sched_feat_names[i])
784                 return -EINVAL;
785
786         filp->f_pos += cnt;
787
788         return cnt;
789 }
790
791 static struct file_operations sched_feat_fops = {
792         .open   = sched_feat_open,
793         .read   = sched_feat_read,
794         .write  = sched_feat_write,
795 };
796
797 static __init int sched_init_debug(void)
798 {
799         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
800                         &sched_feat_fops);
801
802         return 0;
803 }
804 late_initcall(sched_init_debug);
805
806 #endif
807
808 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
809
810 /*
811  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
812  * Limited because this is done with IRQs disabled.
813  */
814 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
815
816 /*
817  * ratelimit for updating the group shares.
818  * default: 0.25ms
819  */
820 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
821
822 /*
823  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
824  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
825  * default: 4
826  */
827 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
828
829 /*
830  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
831  * default: 1s
832  */
833 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
834
835 static __read_mostly int scheduler_running;
836
837 /*
838  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
839  * default: 0.95s
840  */
841 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
842
843 static inline u64 global_rt_period(void)
844 {
845         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
846 }
847
848 static inline u64 global_rt_runtime(void)
849 {
850         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
851                 return RUNTIME_INF;
852
853         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
854 }
855
856 #ifndef prepare_arch_switch
857 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
858 #endif
859 #ifndef finish_arch_switch
860 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
861 #endif
862
863 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
864 {
865         return rq->curr == p;
866 }
867
868 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
869 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
870 {
871         return task_current(rq, p);
872 }
873
874 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
875 {
876 }
877
878 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
879 {
880 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
881         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
882         rq->lock.owner = current;
883 #endif
884         /*
885          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
886          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
887          * prev into current:
888          */
889         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
890
891         spin_unlock_irq(&rq->lock);
892 }
893
894 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
895 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
896 {
897 #ifdef CONFIG_SMP
898         return p->oncpu;
899 #else
900         return task_current(rq, p);
901 #endif
902 }
903
904 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
905 {
906 #ifdef CONFIG_SMP
907         /*
908          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
909          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
910          * here.
911          */
912         next->oncpu = 1;
913 #endif
914 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
915         spin_unlock_irq(&rq->lock);
916 #else
917         spin_unlock(&rq->lock);
918 #endif
919 }
920
921 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
922 {
923 #ifdef CONFIG_SMP
924         /*
925          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
926          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
927          * finished.
928          */
929         smp_wmb();
930         prev->oncpu = 0;
931 #endif
932 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
933         local_irq_enable();
934 #endif
935 }
936 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
937
938 /*
939  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
940  * Must be called interrupts disabled.
941  */
942 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
943         __acquires(rq->lock)
944 {
945         for (;;) {
946                 struct rq *rq = task_rq(p);
947                 spin_lock(&rq->lock);
948                 if (likely(rq == task_rq(p)))
949                         return rq;
950                 spin_unlock(&rq->lock);
951         }
952 }
953
954 /*
955  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
956  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
957  * explicitly disabling preemption.
958  */
959 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
960         __acquires(rq->lock)
961 {
962         struct rq *rq;
963
964         for (;;) {
965                 local_irq_save(*flags);
966                 rq = task_rq(p);
967                 spin_lock(&rq->lock);
968                 if (likely(rq == task_rq(p)))
969                         return rq;
970                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
971         }
972 }
973
974 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
975 {
976         struct rq *rq = task_rq(p);
977
978         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
979         spin_unlock_wait(&rq->lock);
980 }
981
982 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
983         __releases(rq->lock)
984 {
985         spin_unlock(&rq->lock);
986 }
987
988 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
989         __releases(rq->lock)
990 {
991         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
992 }
993
994 /*
995  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
996  */
997 static struct rq *this_rq_lock(void)
998         __acquires(rq->lock)
999 {
1000         struct rq *rq;
1001
1002         local_irq_disable();
1003         rq = this_rq();
1004         spin_lock(&rq->lock);
1005
1006         return rq;
1007 }
1008
1009 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1010 /*
1011  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1012  *
1013  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1014  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1015  * reschedule event.
1016  *
1017  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1018  * rq->lock.
1019  */
1020
1021 /*
1022  * Use hrtick when:
1023  *  - enabled by features
1024  *  - hrtimer is actually high res
1025  */
1026 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1027 {
1028         if (!sched_feat(HRTICK))
1029                 return 0;
1030         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1031                 return 0;
1032         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1033 }
1034
1035 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1036 {
1037         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1038                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1039 }
1040
1041 /*
1042  * High-resolution timer tick.
1043  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1044  */
1045 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1046 {
1047         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1048
1049         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1050
1051         spin_lock(&rq->lock);
1052         update_rq_clock(rq);
1053         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1054         spin_unlock(&rq->lock);
1055
1056         return HRTIMER_NORESTART;
1057 }
1058
1059 #ifdef CONFIG_SMP
1060 /*
1061  * called from hardirq (IPI) context
1062  */
1063 static void __hrtick_start(void *arg)
1064 {
1065         struct rq *rq = arg;
1066
1067         spin_lock(&rq->lock);
1068         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1069         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1070         spin_unlock(&rq->lock);
1071 }
1072
1073 /*
1074  * Called to set the hrtick timer state.
1075  *
1076  * called with rq->lock held and irqs disabled
1077  */
1078 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1079 {
1080         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1081         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1082
1083         hrtimer_set_expires(timer, time);
1084
1085         if (rq == this_rq()) {
1086                 hrtimer_restart(timer);
1087         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1088                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
1089                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1090         }
1091 }
1092
1093 static int
1094 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1095 {
1096         int cpu = (int)(long)hcpu;
1097
1098         switch (action) {
1099         case CPU_UP_CANCELED:
1100         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1101         case CPU_DOWN_PREPARE:
1102         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1103         case CPU_DEAD:
1104         case CPU_DEAD_FROZEN:
1105                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1106                 return NOTIFY_OK;
1107         }
1108
1109         return NOTIFY_DONE;
1110 }
1111
1112 static __init void init_hrtick(void)
1113 {
1114         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1115 }
1116 #else
1117 /*
1118  * Called to set the hrtick timer state.
1119  *
1120  * called with rq->lock held and irqs disabled
1121  */
1122 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1123 {
1124         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), HRTIMER_MODE_REL);
1125 }
1126
1127 static inline void init_hrtick(void)
1128 {
1129 }
1130 #endif /* CONFIG_SMP */
1131
1132 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1133 {
1134 #ifdef CONFIG_SMP
1135         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1136
1137         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1138         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1139         rq->hrtick_csd.info = rq;
1140 #endif
1141
1142         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1143         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1144         rq->hrtick_timer.cb_mode = HRTIMER_CB_IRQSAFE_PERCPU;
1145 }
1146 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1147 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1148 {
1149 }
1150
1151 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1152 {
1153 }
1154
1155 static inline void init_hrtick(void)
1156 {
1157 }
1158 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1159
1160 /*
1161  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1162  *
1163  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1164  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1165  * the target CPU.
1166  */
1167 #ifdef CONFIG_SMP
1168
1169 #ifndef tsk_is_polling
1170 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1171 #endif
1172
1173 static void resched_task(struct task_struct *p)
1174 {
1175         int cpu;
1176
1177         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1178
1179         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(p, TIF_NEED_RESCHED)))
1180                 return;
1181
1182         set_tsk_thread_flag(p, TIF_NEED_RESCHED);
1183
1184         cpu = task_cpu(p);
1185         if (cpu == smp_processor_id())
1186                 return;
1187
1188         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1189         smp_mb();
1190         if (!tsk_is_polling(p))
1191                 smp_send_reschedule(cpu);
1192 }
1193
1194 static void resched_cpu(int cpu)
1195 {
1196         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1197         unsigned long flags;
1198
1199         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1200                 return;
1201         resched_task(cpu_curr(cpu));
1202         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1203 }
1204
1205 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1206 /*
1207  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1208  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1209  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1210  * idle system the next event might even be infinite time into the
1211  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1212  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1213  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1214  * wheel for the next timer event.
1215  */
1216 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1217 {
1218         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1219
1220         if (cpu == smp_processor_id())
1221                 return;
1222
1223         /*
1224          * This is safe, as this function is called with the timer
1225          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1226          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1227          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1228          * timer into account automatically.
1229          */
1230         if (rq->curr != rq->idle)
1231                 return;
1232
1233         /*
1234          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1235          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1236          * idle task through an additional NOOP schedule()
1237          */
1238         set_tsk_thread_flag(rq->idle, TIF_NEED_RESCHED);
1239
1240         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1241         smp_mb();
1242         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1243                 smp_send_reschedule(cpu);
1244 }
1245 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1246
1247 #else /* !CONFIG_SMP */
1248 static void resched_task(struct task_struct *p)
1249 {
1250         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1251         set_tsk_need_resched(p);
1252 }
1253 #endif /* CONFIG_SMP */
1254
1255 #if BITS_PER_LONG == 32
1256 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1257 #else
1258 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1259 #endif
1260
1261 #define WMULT_SHIFT     32
1262
1263 /*
1264  * Shift right and round:
1265  */
1266 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1267
1268 /*
1269  * delta *= weight / lw
1270  */
1271 static unsigned long
1272 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1273                 struct load_weight *lw)
1274 {
1275         u64 tmp;
1276
1277         if (!lw->inv_weight) {
1278                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1279                         lw->inv_weight = 1;
1280                 else
1281                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1282                                 / (lw->weight+1);
1283         }
1284
1285         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1286         /*
1287          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1288          */
1289         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1290                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1291                         WMULT_SHIFT/2);
1292         else
1293                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1294
1295         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1296 }
1297
1298 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1299 {
1300         lw->weight += inc;
1301         lw->inv_weight = 0;
1302 }
1303
1304 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1305 {
1306         lw->weight -= dec;
1307         lw->inv_weight = 0;
1308 }
1309
1310 /*
1311  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1312  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1313  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1314  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1315  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1316  * slice expiry etc.
1317  */
1318
1319 #define WEIGHT_IDLEPRIO         2
1320 #define WMULT_IDLEPRIO          (1 << 31)
1321
1322 /*
1323  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1324  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1325  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1326  * that remained on nice 0.
1327  *
1328  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1329  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1330  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1331  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1332  * the relative distance between them is ~25%.)
1333  */
1334 static const int prio_to_weight[40] = {
1335  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1336  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1337  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1338  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1339  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1340  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1341  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1342  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1343 };
1344
1345 /*
1346  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1347  *
1348  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1349  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1350  * into multiplications:
1351  */
1352 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1353  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1354  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1355  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1356  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1357  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1358  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1359  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1360  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1361 };
1362
1363 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1364
1365 /*
1366  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1367  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1368  * structures to the load-balancing proper:
1369  */
1370 struct rq_iterator {
1371         void *arg;
1372         struct task_struct *(*start)(void *);
1373         struct task_struct *(*next)(void *);
1374 };
1375
1376 #ifdef CONFIG_SMP
1377 static unsigned long
1378 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1379               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1380               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1381               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1382
1383 static int
1384 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1385                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1386                    struct rq_iterator *iterator);
1387 #endif
1388
1389 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1390 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1391 #else
1392 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1393 #endif
1394
1395 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1396 {
1397         update_load_add(&rq->load, load);
1398 }
1399
1400 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1401 {
1402         update_load_sub(&rq->load, load);
1403 }
1404
1405 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1406 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1407
1408 /*
1409  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1410  * leaving it for the final time.
1411  */
1412 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1413 {
1414         struct task_group *parent, *child;
1415         int ret;
1416
1417         rcu_read_lock();
1418         parent = &root_task_group;
1419 down:
1420         ret = (*down)(parent, data);
1421         if (ret)
1422                 goto out_unlock;
1423         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1424                 parent = child;
1425                 goto down;
1426
1427 up:
1428                 continue;
1429         }
1430         ret = (*up)(parent, data);
1431         if (ret)
1432                 goto out_unlock;
1433
1434         child = parent;
1435         parent = parent->parent;
1436         if (parent)
1437                 goto up;
1438 out_unlock:
1439         rcu_read_unlock();
1440
1441         return ret;
1442 }
1443
1444 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1445 {
1446         return 0;
1447 }
1448 #endif
1449
1450 #ifdef CONFIG_SMP
1451 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1452 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1453 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1454
1455 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1456 {
1457         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1458         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1459
1460         if (nr_running)
1461                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1462         else
1463                 rq->avg_load_per_task = 0;
1464
1465         return rq->avg_load_per_task;
1466 }
1467
1468 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1469
1470 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1471
1472 /*
1473  * Calculate and set the cpu's group shares.
1474  */
1475 static void
1476 update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1477                         unsigned long sd_shares, unsigned long sd_rq_weight)
1478 {
1479         int boost = 0;
1480         unsigned long shares;
1481         unsigned long rq_weight;
1482
1483         if (!tg->se[cpu])
1484                 return;
1485
1486         rq_weight = tg->cfs_rq[cpu]->load.weight;
1487
1488         /*
1489          * If there are currently no tasks on the cpu pretend there is one of
1490          * average load so that when a new task gets to run here it will not
1491          * get delayed by group starvation.
1492          */
1493         if (!rq_weight) {
1494                 boost = 1;
1495                 rq_weight = NICE_0_LOAD;
1496         }
1497
1498         if (unlikely(rq_weight > sd_rq_weight))
1499                 rq_weight = sd_rq_weight;
1500
1501         /*
1502          *           \Sum shares * rq_weight
1503          * shares =  -----------------------
1504          *               \Sum rq_weight
1505          *
1506          */
1507         shares = (sd_shares * rq_weight) / (sd_rq_weight + 1);
1508         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1509
1510         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1511                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1512                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1513                 unsigned long flags;
1514
1515                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1516                 /*
1517                  * record the actual number of shares, not the boosted amount.
1518                  */
1519                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = boost ? 0 : shares;
1520                 tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight = rq_weight;
1521
1522                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1523                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1524         }
1525 }
1526
1527 /*
1528  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1529  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1530  * parent group depends on the shares of its child groups.
1531  */
1532 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1533 {
1534         unsigned long rq_weight = 0;
1535         unsigned long shares = 0;
1536         struct sched_domain *sd = data;
1537         int i;
1538
1539         for_each_cpu_mask(i, sd->span) {
1540                 rq_weight += tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1541                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1542         }
1543
1544         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1545                 shares = tg->shares;
1546
1547         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1548                 shares = tg->shares;
1549
1550         if (!rq_weight)
1551                 rq_weight = cpus_weight(sd->span) * NICE_0_LOAD;
1552
1553         for_each_cpu_mask(i, sd->span)
1554                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight);
1555
1556         return 0;
1557 }
1558
1559 /*
1560  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1561  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1562  * group is a fraction of its parents load.
1563  */
1564 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1565 {
1566         unsigned long load;
1567         long cpu = (long)data;
1568
1569         if (!tg->parent) {
1570                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1571         } else {
1572                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1573                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1574                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1575         }
1576
1577         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1578
1579         return 0;
1580 }
1581
1582 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1583 {
1584         u64 now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1585         s64 elapsed = now - sd->last_update;
1586
1587         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1588                 sd->last_update = now;
1589                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1590         }
1591 }
1592
1593 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1594 {
1595         spin_unlock(&rq->lock);
1596         update_shares(sd);
1597         spin_lock(&rq->lock);
1598 }
1599
1600 static void update_h_load(long cpu)
1601 {
1602         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1603 }
1604
1605 #else
1606
1607 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1608 {
1609 }
1610
1611 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1612 {
1613 }
1614
1615 #endif
1616
1617 #endif
1618
1619 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1620 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1621 {
1622 #ifdef CONFIG_SMP
1623         cfs_rq->shares = shares;
1624 #endif
1625 }
1626 #endif
1627
1628 #include "sched_stats.h"
1629 #include "sched_idletask.c"
1630 #include "sched_fair.c"
1631 #include "sched_rt.c"
1632 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1633 # include "sched_debug.c"
1634 #endif
1635
1636 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1637 #define for_each_class(class) \
1638    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1639
1640 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1641 {
1642         rq->nr_running++;
1643 }
1644
1645 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1646 {
1647         rq->nr_running--;
1648 }
1649
1650 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1651 {
1652         if (task_has_rt_policy(p)) {
1653                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1654                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1655                 return;
1656         }
1657
1658         /*
1659          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1660          */
1661         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1662                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1663                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1664                 return;
1665         }
1666
1667         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1668         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1669 }
1670
1671 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1672 {
1673         s64 diff = sample - *avg;
1674         *avg += diff >> 3;
1675 }
1676
1677 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1678 {
1679         sched_info_queued(p);
1680         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1681         p->se.on_rq = 1;
1682 }
1683
1684 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1685 {
1686         if (sleep && p->se.last_wakeup) {
1687                 update_avg(&p->se.avg_overlap,
1688                            p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1689                 p->se.last_wakeup = 0;
1690         }
1691
1692         sched_info_dequeued(p);
1693         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1694         p->se.on_rq = 0;
1695 }
1696
1697 /*
1698  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1699  */
1700 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1701 {
1702         return p->static_prio;
1703 }
1704
1705 /*
1706  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1707  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1708  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1709  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1710  * estimator recalculates.
1711  */
1712 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1713 {
1714         int prio;
1715
1716         if (task_has_rt_policy(p))
1717                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1718         else
1719                 prio = __normal_prio(p);
1720         return prio;
1721 }
1722
1723 /*
1724  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1725  * taken into account by the scheduler. This value might
1726  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1727  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1728  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1729  */
1730 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1731 {
1732         p->normal_prio = normal_prio(p);
1733         /*
1734          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1735          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1736          * to the normal priority:
1737          */
1738         if (!rt_prio(p->prio))
1739                 return p->normal_prio;
1740         return p->prio;
1741 }
1742
1743 /*
1744  * activate_task - move a task to the runqueue.
1745  */
1746 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1747 {
1748         if (task_contributes_to_load(p))
1749                 rq->nr_uninterruptible--;
1750
1751         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1752         inc_nr_running(rq);
1753 }
1754
1755 /*
1756  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1757  */
1758 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1759 {
1760         if (task_contributes_to_load(p))
1761                 rq->nr_uninterruptible++;
1762
1763         dequeue_task(rq, p, sleep);
1764         dec_nr_running(rq);
1765 }
1766
1767 /**
1768  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1769  * @p: the task in question.
1770  */
1771 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1772 {
1773         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1774 }
1775
1776 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1777 {
1778         set_task_rq(p, cpu);
1779 #ifdef CONFIG_SMP
1780         /*
1781          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1782          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1783          * per-task data have been completed by this moment.
1784          */
1785         smp_wmb();
1786         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1787 #endif
1788 }
1789
1790 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1791                                        const struct sched_class *prev_class,
1792                                        int oldprio, int running)
1793 {
1794         if (prev_class != p->sched_class) {
1795                 if (prev_class->switched_from)
1796                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1797                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1798         } else
1799                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1800 }
1801
1802 #ifdef CONFIG_SMP
1803
1804 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1805 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1806 {
1807         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1808 }
1809
1810 /*
1811  * Is this task likely cache-hot:
1812  */
1813 static int
1814 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
1815 {
1816         s64 delta;
1817
1818         /*
1819          * Buddy candidates are cache hot:
1820          */
1821         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) &&
1822                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
1823                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
1824                 return 1;
1825
1826         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
1827                 return 0;
1828
1829         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
1830                 return 1;
1831         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
1832                 return 0;
1833
1834         delta = now - p->se.exec_start;
1835
1836         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
1837 }
1838
1839
1840 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1841 {
1842         int old_cpu = task_cpu(p);
1843         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
1844         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
1845                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
1846         u64 clock_offset;
1847
1848         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
1849
1850 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1851         if (p->se.wait_start)
1852                 p->se.wait_start -= clock_offset;
1853         if (p->se.sleep_start)
1854                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
1855         if (p->se.block_start)
1856                 p->se.block_start -= clock_offset;
1857         if (old_cpu != new_cpu) {
1858                 schedstat_inc(p, se.nr_migrations);
1859                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
1860                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
1861         }
1862 #endif
1863         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
1864                                          new_cfsrq->min_vruntime;
1865
1866         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1867 }
1868
1869 struct migration_req {
1870         struct list_head list;
1871
1872         struct task_struct *task;
1873         int dest_cpu;
1874
1875         struct completion done;
1876 };
1877
1878 /*
1879  * The task's runqueue lock must be held.
1880  * Returns true if you have to wait for migration thread.
1881  */
1882 static int
1883 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
1884 {
1885         struct rq *rq = task_rq(p);
1886
1887         /*
1888          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
1889          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
1890          */
1891         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
1892                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
1893                 return 0;
1894         }
1895
1896         init_completion(&req->done);
1897         req->task = p;
1898         req->dest_cpu = dest_cpu;
1899         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
1900
1901         return 1;
1902 }
1903
1904 /*
1905  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1906  *
1907  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1908  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1909  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1910  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1911  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1912  * @p has remained unscheduled the whole time.
1913  *
1914  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1915  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1916  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1917  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1918  * waiting to become inactive.
1919  */
1920 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1921 {
1922         unsigned long flags;
1923         int running, on_rq;
1924         unsigned long ncsw;
1925         struct rq *rq;
1926
1927         for (;;) {
1928                 /*
1929                  * We do the initial early heuristics without holding
1930                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1931                  * the runqueue lock when things look like they will
1932                  * work out!
1933                  */
1934                 rq = task_rq(p);
1935
1936                 /*
1937                  * If the task is actively running on another CPU
1938                  * still, just relax and busy-wait without holding
1939                  * any locks.
1940                  *
1941                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1942                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1943                  * But we don't care, since "task_running()" will
1944                  * return false if the runqueue has changed and p
1945                  * is actually now running somewhere else!
1946                  */
1947                 while (task_running(rq, p)) {
1948                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1949                                 return 0;
1950                         cpu_relax();
1951                 }
1952
1953                 /*
1954                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1955                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1956                  * just go back and repeat.
1957                  */
1958                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1959                 trace_sched_wait_task(rq, p);
1960                 running = task_running(rq, p);
1961                 on_rq = p->se.on_rq;
1962                 ncsw = 0;
1963                 if (!match_state || p->state == match_state)
1964                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1965                 task_rq_unlock(rq, &flags);
1966
1967                 /*
1968                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1969                  */
1970                 if (unlikely(!ncsw))
1971                         break;
1972
1973                 /*
1974                  * Was it really running after all now that we
1975                  * checked with the proper locks actually held?
1976                  *
1977                  * Oops. Go back and try again..
1978                  */
1979                 if (unlikely(running)) {
1980                         cpu_relax();
1981                         continue;
1982                 }
1983
1984                 /*
1985                  * It's not enough that it's not actively running,
1986                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1987                  * preempted!
1988                  *
1989                  * So if it wa still runnable (but just not actively
1990                  * running right now), it's preempted, and we should
1991                  * yield - it could be a while.
1992                  */
1993                 if (unlikely(on_rq)) {
1994                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1995                         continue;
1996                 }
1997
1998                 /*
1999                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2000                  * runnable, which means that it will never become
2001                  * running in the future either. We're all done!
2002                  */
2003                 break;
2004         }
2005
2006         return ncsw;
2007 }
2008
2009 /***
2010  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2011  * @p: the to-be-kicked thread
2012  *
2013  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2014  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2015  *
2016  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2017  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2018  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2019  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2020  * achieved as well.
2021  */
2022 void kick_process(struct task_struct *p)
2023 {
2024         int cpu;
2025
2026         preempt_disable();
2027         cpu = task_cpu(p);
2028         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2029                 smp_send_reschedule(cpu);
2030         preempt_enable();
2031 }
2032
2033 /*
2034  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2035  * according to the scheduling class and "nice" value.
2036  *
2037  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2038  * balance conservatively.
2039  */
2040 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2041 {
2042         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2043         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2044
2045         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2046                 return total;
2047
2048         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2049 }
2050
2051 /*
2052  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2053  * according to the scheduling class and "nice" value.
2054  */
2055 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2056 {
2057         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2058         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2059
2060         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2061                 return total;
2062
2063         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2064 }
2065
2066 /*
2067  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2068  * domain.
2069  */
2070 static struct sched_group *
2071 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
2072 {
2073         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
2074         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2075         int load_idx = sd->forkexec_idx;
2076         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2077
2078         do {
2079                 unsigned long load, avg_load;
2080                 int local_group;
2081                 int i;
2082
2083                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2084                 if (!cpus_intersects(group->cpumask, p->cpus_allowed))
2085                         continue;
2086
2087                 local_group = cpu_isset(this_cpu, group->cpumask);
2088
2089                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2090                 avg_load = 0;
2091
2092                 for_each_cpu_mask_nr(i, group->cpumask) {
2093                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2094                         if (local_group)
2095                                 load = source_load(i, load_idx);
2096                         else
2097                                 load = target_load(i, load_idx);
2098
2099                         avg_load += load;
2100                 }
2101
2102                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2103                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
2104                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
2105
2106                 if (local_group) {
2107                         this_load = avg_load;
2108                         this = group;
2109                 } else if (avg_load < min_load) {
2110                         min_load = avg_load;
2111                         idlest = group;
2112                 }
2113         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2114
2115         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2116                 return NULL;
2117         return idlest;
2118 }
2119
2120 /*
2121  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2122  */
2123 static int
2124 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu,
2125                 cpumask_t *tmp)
2126 {
2127         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2128         int idlest = -1;
2129         int i;
2130
2131         /* Traverse only the allowed CPUs */
2132         cpus_and(*tmp, group->cpumask, p->cpus_allowed);
2133
2134         for_each_cpu_mask_nr(i, *tmp) {
2135                 load = weighted_cpuload(i);
2136
2137                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2138                         min_load = load;
2139                         idlest = i;
2140                 }
2141         }
2142
2143         return idlest;
2144 }
2145
2146 /*
2147  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2148  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2149  * SD_BALANCE_EXEC.
2150  *
2151  * Balance, ie. select the least loaded group.
2152  *
2153  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2154  *
2155  * preempt must be disabled.
2156  */
2157 static int sched_balance_self(int cpu, int flag)
2158 {
2159         struct task_struct *t = current;
2160         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
2161
2162         for_each_domain(cpu, tmp) {
2163                 /*
2164                  * If power savings logic is enabled for a domain, stop there.
2165                  */
2166                 if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
2167                         break;
2168                 if (tmp->flags & flag)
2169                         sd = tmp;
2170         }
2171
2172         if (sd)
2173                 update_shares(sd);
2174
2175         while (sd) {
2176                 cpumask_t span, tmpmask;
2177                 struct sched_group *group;
2178                 int new_cpu, weight;
2179
2180                 if (!(sd->flags & flag)) {
2181                         sd = sd->child;
2182                         continue;
2183                 }
2184
2185                 span = sd->span;
2186                 group = find_idlest_group(sd, t, cpu);
2187                 if (!group) {
2188                         sd = sd->child;
2189                         continue;
2190                 }
2191
2192                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, t, cpu, &tmpmask);
2193                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
2194                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
2195                         sd = sd->child;
2196                         continue;
2197                 }
2198
2199                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
2200                 cpu = new_cpu;
2201                 sd = NULL;
2202                 weight = cpus_weight(span);
2203                 for_each_domain(cpu, tmp) {
2204                         if (weight <= cpus_weight(tmp->span))
2205                                 break;
2206                         if (tmp->flags & flag)
2207                                 sd = tmp;
2208                 }
2209                 /* while loop will break here if sd == NULL */
2210         }
2211
2212         return cpu;
2213 }
2214
2215 #endif /* CONFIG_SMP */
2216
2217 /***
2218  * try_to_wake_up - wake up a thread
2219  * @p: the to-be-woken-up thread
2220  * @state: the mask of task states that can be woken
2221  * @sync: do a synchronous wakeup?
2222  *
2223  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2224  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2225  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2226  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2227  * runnable without the overhead of this.
2228  *
2229  * returns failure only if the task is already active.
2230  */
2231 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int sync)
2232 {
2233         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2234         unsigned long flags;
2235         long old_state;
2236         struct rq *rq;
2237
2238         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2239                 sync = 0;
2240
2241 #ifdef CONFIG_SMP
2242         if (sched_feat(LB_WAKEUP_UPDATE)) {
2243                 struct sched_domain *sd;
2244
2245                 this_cpu = raw_smp_processor_id();
2246                 cpu = task_cpu(p);
2247
2248                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2249                         if (cpu_isset(cpu, sd->span)) {
2250                                 update_shares(sd);
2251                                 break;
2252                         }
2253                 }
2254         }
2255 #endif
2256
2257         smp_wmb();
2258         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2259         old_state = p->state;
2260         if (!(old_state & state))
2261                 goto out;
2262
2263         if (p->se.on_rq)
2264                 goto out_running;
2265
2266         cpu = task_cpu(p);
2267         orig_cpu = cpu;
2268         this_cpu = smp_processor_id();
2269
2270 #ifdef CONFIG_SMP
2271         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2272                 goto out_activate;
2273
2274         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sync);
2275         if (cpu != orig_cpu) {
2276                 set_task_cpu(p, cpu);
2277                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2278                 /* might preempt at this point */
2279                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2280                 old_state = p->state;
2281                 if (!(old_state & state))
2282                         goto out;
2283                 if (p->se.on_rq)
2284                         goto out_running;
2285
2286                 this_cpu = smp_processor_id();
2287                 cpu = task_cpu(p);
2288         }
2289
2290 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2291         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2292         if (cpu == this_cpu)
2293                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2294         else {
2295                 struct sched_domain *sd;
2296                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2297                         if (cpu_isset(cpu, sd->span)) {
2298                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2299                                 break;
2300                         }
2301                 }
2302         }
2303 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2304
2305 out_activate:
2306 #endif /* CONFIG_SMP */
2307         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2308         if (sync)
2309                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2310         if (orig_cpu != cpu)
2311                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2312         if (cpu == this_cpu)
2313                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2314         else
2315                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2316         update_rq_clock(rq);
2317         activate_task(rq, p, 1);
2318         success = 1;
2319
2320 out_running:
2321         trace_sched_wakeup(rq, p);
2322         check_preempt_curr(rq, p, sync);
2323
2324         p->state = TASK_RUNNING;
2325 #ifdef CONFIG_SMP
2326         if (p->sched_class->task_wake_up)
2327                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2328 #endif
2329 out:
2330         current->se.last_wakeup = current->se.sum_exec_runtime;
2331
2332         task_rq_unlock(rq, &flags);
2333
2334         return success;
2335 }
2336
2337 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2338 {
2339         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2340 }
2341 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2342
2343 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2344 {
2345         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2346 }
2347
2348 /*
2349  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2350  * p is forked by current.
2351  *
2352  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2353  */
2354 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2355 {
2356         p->se.exec_start                = 0;
2357         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2358         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2359         p->se.last_wakeup               = 0;
2360         p->se.avg_overlap               = 0;
2361
2362 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2363         p->se.wait_start                = 0;
2364         p->se.sum_sleep_runtime         = 0;
2365         p->se.sleep_start               = 0;
2366         p->se.block_start               = 0;
2367         p->se.sleep_max                 = 0;
2368         p->se.block_max                 = 0;
2369         p->se.exec_max                  = 0;
2370         p->se.slice_max                 = 0;
2371         p->se.wait_max                  = 0;
2372 #endif
2373
2374         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2375         p->se.on_rq = 0;
2376         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2377
2378 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2379         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2380 #endif
2381
2382         /*
2383          * We mark the process as running here, but have not actually
2384          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2385          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2386          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2387          */
2388         p->state = TASK_RUNNING;
2389 }
2390
2391 /*
2392  * fork()/clone()-time setup:
2393  */
2394 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2395 {
2396         int cpu = get_cpu();
2397
2398         __sched_fork(p);
2399
2400 #ifdef CONFIG_SMP
2401         cpu = sched_balance_self(cpu, SD_BALANCE_FORK);
2402 #endif
2403         set_task_cpu(p, cpu);
2404
2405         /*
2406          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child:
2407          */
2408         p->prio = current->normal_prio;
2409         if (!rt_prio(p->prio))
2410                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2411
2412 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2413         if (likely(sched_info_on()))
2414                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2415 #endif
2416 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2417         p->oncpu = 0;
2418 #endif
2419 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2420         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2421         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2422 #endif
2423         put_cpu();
2424 }
2425
2426 /*
2427  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2428  *
2429  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2430  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2431  * on the runqueue and wakes it.
2432  */
2433 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2434 {
2435         unsigned long flags;
2436         struct rq *rq;
2437
2438         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2439         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2440         update_rq_clock(rq);
2441
2442         p->prio = effective_prio(p);
2443
2444         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2445                 activate_task(rq, p, 0);
2446         } else {
2447                 /*
2448                  * Let the scheduling class do new task startup
2449                  * management (if any):
2450                  */
2451                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2452                 inc_nr_running(rq);
2453         }
2454         trace_sched_wakeup_new(rq, p);
2455         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2456 #ifdef CONFIG_SMP
2457         if (p->sched_class->task_wake_up)
2458                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2459 #endif
2460         task_rq_unlock(rq, &flags);
2461 }
2462
2463 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2464
2465 /**
2466  * preempt_notifier_register - tell me when current is being being preempted & rescheduled
2467  * @notifier: notifier struct to register
2468  */
2469 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2470 {
2471         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2472 }
2473 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2474
2475 /**
2476  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2477  * @notifier: notifier struct to unregister
2478  *
2479  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2480  */
2481 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2482 {
2483         hlist_del(&notifier->link);
2484 }
2485 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2486
2487 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2488 {
2489         struct preempt_notifier *notifier;
2490         struct hlist_node *node;
2491
2492         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2493                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2494 }
2495
2496 static void
2497 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2498                                  struct task_struct *next)
2499 {
2500         struct preempt_notifier *notifier;
2501         struct hlist_node *node;
2502
2503         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2504                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2505 }
2506
2507 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2508
2509 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2510 {
2511 }
2512
2513 static void
2514 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2515                                  struct task_struct *next)
2516 {
2517 }
2518
2519 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2520
2521 /**
2522  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2523  * @rq: the runqueue preparing to switch
2524  * @prev: the current task that is being switched out
2525  * @next: the task we are going to switch to.
2526  *
2527  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2528  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2529  * switch.
2530  *
2531  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2532  * hooks.
2533  */
2534 static inline void
2535 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2536                     struct task_struct *next)
2537 {
2538         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2539         prepare_lock_switch(rq, next);
2540         prepare_arch_switch(next);
2541 }
2542
2543 /**
2544  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2545  * @rq: runqueue associated with task-switch
2546  * @prev: the thread we just switched away from.
2547  *
2548  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2549  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2550  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2551  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2552  *
2553  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2554  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2555  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2556  * details.)
2557  */
2558 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2559         __releases(rq->lock)
2560 {
2561         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2562         long prev_state;
2563
2564         rq->prev_mm = NULL;
2565
2566         /*
2567          * A task struct has one reference for the use as "current".
2568          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2569          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2570          * the scheduled task must drop that reference.
2571          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2572          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2573          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2574          * be dropped twice.
2575          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2576          */
2577         prev_state = prev->state;
2578         finish_arch_switch(prev);
2579         finish_lock_switch(rq, prev);
2580 #ifdef CONFIG_SMP
2581         if (current->sched_class->post_schedule)
2582                 current->sched_class->post_schedule(rq);
2583 #endif
2584
2585         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2586         if (mm)
2587                 mmdrop(mm);
2588         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2589                 /*
2590                  * Remove function-return probe instances associated with this
2591                  * task and put them back on the free list.
2592                  */
2593                 kprobe_flush_task(prev);
2594                 put_task_struct(prev);
2595         }
2596 }
2597
2598 /**
2599  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2600  * @prev: the thread we just switched away from.
2601  */
2602 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2603         __releases(rq->lock)
2604 {
2605         struct rq *rq = this_rq();
2606
2607         finish_task_switch(rq, prev);
2608 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2609         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2610         preempt_enable();
2611 #endif
2612         if (current->set_child_tid)
2613                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2614 }
2615
2616 /*
2617  * context_switch - switch to the new MM and the new
2618  * thread's register state.
2619  */
2620 static inline void
2621 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2622                struct task_struct *next)
2623 {
2624         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2625
2626         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2627         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2628         mm = next->mm;
2629         oldmm = prev->active_mm;
2630         /*
2631          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2632          * combine the page table reload and the switch backend into
2633          * one hypercall.
2634          */
2635         arch_enter_lazy_cpu_mode();
2636
2637         if (unlikely(!mm)) {
2638                 next->active_mm = oldmm;
2639                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2640                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2641         } else
2642                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2643
2644         if (unlikely(!prev->mm)) {
2645                 prev->active_mm = NULL;
2646                 rq->prev_mm = oldmm;
2647         }
2648         /*
2649          * Since the runqueue lock will be released by the next
2650          * task (which is an invalid locking op but in the case
2651          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2652          * do an early lockdep release here:
2653          */
2654 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2655         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2656 #endif
2657
2658         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2659         switch_to(prev, next, prev);
2660
2661         barrier();
2662         /*
2663          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2664          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2665          * frame will be invalid.
2666          */
2667         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2668 }
2669
2670 /*
2671  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2672  *
2673  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2674  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2675  * number of context switches performed since bootup.
2676  */
2677 unsigned long nr_running(void)
2678 {
2679         unsigned long i, sum = 0;
2680
2681         for_each_online_cpu(i)
2682                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2683
2684         return sum;
2685 }
2686
2687 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2688 {
2689         unsigned long i, sum = 0;
2690
2691         for_each_possible_cpu(i)
2692                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2693
2694         /*
2695          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2696          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2697          */
2698         if (unlikely((long)sum < 0))
2699                 sum = 0;
2700
2701         return sum;
2702 }
2703
2704 unsigned long long nr_context_switches(void)
2705 {
2706         int i;
2707         unsigned long long sum = 0;
2708
2709         for_each_possible_cpu(i)
2710                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2711
2712         return sum;
2713 }
2714
2715 unsigned long nr_iowait(void)
2716 {
2717         unsigned long i, sum = 0;
2718
2719         for_each_possible_cpu(i)
2720                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2721
2722         return sum;
2723 }
2724
2725 unsigned long nr_active(void)
2726 {
2727         unsigned long i, running = 0, uninterruptible = 0;
2728
2729         for_each_online_cpu(i) {
2730                 running += cpu_rq(i)->nr_running;
2731                 uninterruptible += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2732         }
2733
2734         if (unlikely((long)uninterruptible < 0))
2735                 uninterruptible = 0;
2736
2737         return running + uninterruptible;
2738 }
2739
2740 /*
2741  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2742  * scheduler tick (TICK_NSEC).
2743  */
2744 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
2745 {
2746         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
2747         int i, scale;
2748
2749         this_rq->nr_load_updates++;
2750
2751         /* Update our load: */
2752         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2753                 unsigned long old_load, new_load;
2754
2755                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2756
2757                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2758                 new_load = this_load;
2759                 /*
2760                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2761                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2762                  * example.
2763                  */
2764                 if (new_load > old_load)
2765                         new_load += scale-1;
2766                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
2767         }
2768 }
2769
2770 #ifdef CONFIG_SMP
2771
2772 /*
2773  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2774  *
2775  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2776  * you need to do so manually before calling.
2777  */
2778 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2779         __acquires(rq1->lock)
2780         __acquires(rq2->lock)
2781 {
2782         BUG_ON(!irqs_disabled());
2783         if (rq1 == rq2) {
2784                 spin_lock(&rq1->lock);
2785                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2786         } else {
2787                 if (rq1 < rq2) {
2788                         spin_lock(&rq1->lock);
2789                         spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2790                 } else {
2791                         spin_lock(&rq2->lock);
2792                         spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2793                 }
2794         }
2795         update_rq_clock(rq1);
2796         update_rq_clock(rq2);
2797 }
2798
2799 /*
2800  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2801  *
2802  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2803  * you need to do so manually after calling.
2804  */
2805 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2806         __releases(rq1->lock)
2807         __releases(rq2->lock)
2808 {
2809         spin_unlock(&rq1->lock);
2810         if (rq1 != rq2)
2811                 spin_unlock(&rq2->lock);
2812         else
2813                 __release(rq2->lock);
2814 }
2815
2816 /*
2817  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
2818  */
2819 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2820         __releases(this_rq->lock)
2821         __acquires(busiest->lock)
2822         __acquires(this_rq->lock)
2823 {
2824         int ret = 0;
2825
2826         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
2827                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
2828                 spin_unlock(&this_rq->lock);
2829                 BUG_ON(1);
2830         }
2831         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
2832                 if (busiest < this_rq) {
2833                         spin_unlock(&this_rq->lock);
2834                         spin_lock(&busiest->lock);
2835                         spin_lock_nested(&this_rq->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2836                         ret = 1;
2837                 } else
2838                         spin_lock_nested(&busiest->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2839         }
2840         return ret;
2841 }
2842
2843 static void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2844         __releases(busiest->lock)
2845 {
2846         spin_unlock(&busiest->lock);
2847         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
2848 }
2849
2850 /*
2851  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
2852  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
2853  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
2854  * the cpu_allowed mask is restored.
2855  */
2856 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
2857 {
2858         struct migration_req req;
2859         unsigned long flags;
2860         struct rq *rq;
2861
2862         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2863         if (!cpu_isset(dest_cpu, p->cpus_allowed)
2864             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
2865                 goto out;
2866
2867         trace_sched_migrate_task(rq, p, dest_cpu);
2868         /* force the process onto the specified CPU */
2869         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
2870                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
2871                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
2872
2873                 get_task_struct(mt);
2874                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2875                 wake_up_process(mt);
2876                 put_task_struct(mt);
2877                 wait_for_completion(&req.done);
2878
2879                 return;
2880         }
2881 out:
2882         task_rq_unlock(rq, &flags);
2883 }
2884
2885 /*
2886  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2887  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2888  */
2889 void sched_exec(void)
2890 {
2891         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
2892         new_cpu = sched_balance_self(this_cpu, SD_BALANCE_EXEC);
2893         put_cpu();
2894         if (new_cpu != this_cpu)
2895                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
2896 }
2897
2898 /*
2899  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
2900  * Both runqueues must be locked.
2901  */
2902 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
2903                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
2904 {
2905         deactivate_task(src_rq, p, 0);
2906         set_task_cpu(p, this_cpu);
2907         activate_task(this_rq, p, 0);
2908         /*
2909          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
2910          * to be always true for them.
2911          */
2912         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
2913 }
2914
2915 /*
2916  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
2917  */
2918 static
2919 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
2920                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2921                      int *all_pinned)
2922 {
2923         /*
2924          * We do not migrate tasks that are:
2925          * 1) running (obviously), or
2926          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
2927          * 3) are cache-hot on their current CPU.
2928          */
2929         if (!cpu_isset(this_cpu, p->cpus_allowed)) {
2930                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
2931                 return 0;
2932         }
2933         *all_pinned = 0;
2934
2935         if (task_running(rq, p)) {
2936                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
2937                 return 0;
2938         }
2939
2940         /*
2941          * Aggressive migration if:
2942          * 1) task is cache cold, or
2943          * 2) too many balance attempts have failed.
2944          */
2945
2946         if (!task_hot(p, rq->clock, sd) ||
2947                         sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
2948 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2949                 if (task_hot(p, rq->clock, sd)) {
2950                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
2951                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
2952                 }
2953 #endif
2954                 return 1;
2955         }
2956
2957         if (task_hot(p, rq->clock, sd)) {
2958                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
2959                 return 0;
2960         }
2961         return 1;
2962 }
2963
2964 static unsigned long
2965 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2966               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
2967               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
2968               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
2969 {
2970         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
2971         struct task_struct *p;
2972         long rem_load_move = max_load_move;
2973
2974         if (max_load_move == 0)
2975                 goto out;
2976
2977         pinned = 1;
2978
2979         /*
2980          * Start the load-balancing iterator:
2981          */
2982         p = iterator->start(iterator->arg);
2983 next:
2984         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
2985                 goto out;
2986
2987         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
2988             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
2989                 p = iterator->next(iterator->arg);
2990                 goto next;
2991         }
2992
2993         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2994         pulled++;
2995         rem_load_move -= p->se.load.weight;
2996
2997         /*
2998          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
2999          */
3000         if (rem_load_move > 0) {
3001                 if (p->prio < *this_best_prio)
3002                         *this_best_prio = p->prio;
3003                 p = iterator->next(iterator->arg);
3004                 goto next;
3005         }
3006 out:
3007         /*
3008          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3009          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3010          * inside pull_task().
3011          */
3012         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3013
3014         if (all_pinned)
3015                 *all_pinned = pinned;
3016
3017         return max_load_move - rem_load_move;
3018 }
3019
3020 /*
3021  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3022  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3023  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3024  *
3025  * Called with both runqueues locked.
3026  */
3027 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3028                       unsigned long max_load_move,
3029                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3030                       int *all_pinned)
3031 {
3032         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3033         unsigned long total_load_moved = 0;
3034         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3035
3036         do {
3037                 total_load_moved +=
3038                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3039                                 max_load_move - total_load_moved,
3040                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3041                 class = class->next;
3042
3043                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3044                         break;
3045
3046         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3047
3048         return total_load_moved > 0;
3049 }
3050
3051 static int
3052 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3053                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3054                    struct rq_iterator *iterator)
3055 {
3056         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3057         int pinned = 0;
3058
3059         while (p) {
3060                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3061                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3062                         /*
3063                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3064                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3065                          * stats here rather than inside pull_task().
3066                          */
3067                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3068
3069                         return 1;
3070                 }
3071                 p = iterator->next(iterator->arg);
3072         }
3073
3074         return 0;
3075 }
3076
3077 /*
3078  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3079  * part of active balancing operations within "domain".
3080  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3081  *
3082  * Called with both runqueues locked.
3083  */
3084 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3085                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3086 {
3087         const struct sched_class *class;
3088
3089         for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
3090                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3091                         return 1;
3092
3093         return 0;
3094 }
3095
3096 /*
3097  * find_busiest_group finds and returns the busiest CPU group within the
3098  * domain. It calculates and returns the amount of weighted load which
3099  * should be moved to restore balance via the imbalance parameter.
3100  */
3101 static struct sched_group *
3102 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3103                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3104                    int *sd_idle, const cpumask_t *cpus, int *balance)
3105 {
3106         struct sched_group *busiest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
3107         unsigned long max_load, avg_load, total_load, this_load, total_pwr;
3108         unsigned long max_pull;
3109         unsigned long busiest_load_per_task, busiest_nr_running;
3110         unsigned long this_load_per_task, this_nr_running;
3111         int load_idx, group_imb = 0;
3112 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3113         int power_savings_balance = 1;
3114         unsigned long leader_nr_running = 0, min_load_per_task = 0;
3115         unsigned long min_nr_running = ULONG_MAX;
3116         struct sched_group *group_min = NULL, *group_leader = NULL;
3117 #endif
3118
3119         max_load = this_load = total_load = total_pwr = 0;
3120         busiest_load_per_task = busiest_nr_running = 0;
3121         this_load_per_task = this_nr_running = 0;
3122
3123         if (idle == CPU_NOT_IDLE)
3124                 load_idx = sd->busy_idx;
3125         else if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3126                 load_idx = sd->newidle_idx;
3127         else
3128                 load_idx = sd->idle_idx;
3129
3130         do {
3131                 unsigned long load, group_capacity, max_cpu_load, min_cpu_load;
3132                 int local_group;
3133                 int i;
3134                 int __group_imb = 0;
3135                 unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3136                 unsigned long sum_nr_running, sum_weighted_load;
3137                 unsigned long sum_avg_load_per_task;
3138                 unsigned long avg_load_per_task;
3139
3140                 local_group = cpu_isset(this_cpu, group->cpumask);
3141
3142                 if (local_group)
3143                         balance_cpu = first_cpu(group->cpumask);
3144
3145                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3146                 sum_weighted_load = sum_nr_running = avg_load = 0;
3147                 sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3148
3149                 max_cpu_load = 0;
3150                 min_cpu_load = ~0UL;
3151
3152                 for_each_cpu_mask_nr(i, group->cpumask) {
3153                         struct rq *rq;
3154
3155                         if (!cpu_isset(i, *cpus))
3156                                 continue;
3157
3158                         rq = cpu_rq(i);
3159
3160                         if (*sd_idle && rq->nr_running)
3161                                 *sd_idle = 0;
3162
3163                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3164                         if (local_group) {
3165                                 if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3166                                         first_idle_cpu = 1;
3167                                         balance_cpu = i;
3168                                 }
3169
3170                                 load = target_load(i, load_idx);
3171                         } else {
3172                                 load = source_load(i, load_idx);
3173                                 if (load > max_cpu_load)
3174                                         max_cpu_load = load;
3175                                 if (min_cpu_load > load)
3176                                         min_cpu_load = load;
3177                         }
3178
3179                         avg_load += load;
3180                         sum_nr_running += rq->nr_running;
3181                         sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3182
3183                         sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3184                 }
3185
3186                 /*
3187                  * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3188                  * is eligible for doing load balancing at this and above
3189                  * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3190                  * to do the newly idle load balance.
3191                  */
3192                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3193                     balance_cpu != this_cpu && balance) {
3194                         *balance = 0;
3195                         goto ret;
3196                 }
3197
3198                 total_load += avg_load;
3199                 total_pwr += group->__cpu_power;
3200
3201                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
3202                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
3203                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
3204
3205
3206                 /*
3207                  * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3208                  * than the average weight of two tasks.
3209                  *
3210                  * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3211                  *      might not be a suitable number - should we keep a
3212                  *      normalized nr_running number somewhere that negates
3213                  *      the hierarchy?
3214                  */
3215                 avg_load_per_task = sg_div_cpu_power(group,
3216                                 sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3217
3218                 if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3219                         __group_imb = 1;
3220
3221                 group_capacity = group->__cpu_power / SCHED_LOAD_SCALE;
3222
3223                 if (local_group) {
3224                         this_load = avg_load;
3225                         this = group;
3226                         this_nr_running = sum_nr_running;
3227                         this_load_per_task = sum_weighted_load;
3228                 } else if (avg_load > max_load &&
3229                            (sum_nr_running > group_capacity || __group_imb)) {
3230                         max_load = avg_load;
3231                         busiest = group;
3232                         busiest_nr_running = sum_nr_running;
3233                         busiest_load_per_task = sum_weighted_load;
3234                         group_imb = __group_imb;
3235                 }
3236
3237 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3238                 /*
3239                  * Busy processors will not participate in power savings
3240                  * balance.
3241                  */
3242                 if (idle == CPU_NOT_IDLE ||
3243                                 !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3244                         goto group_next;
3245
3246                 /*
3247                  * If the local group is idle or completely loaded
3248                  * no need to do power savings balance at this domain
3249                  */
3250                 if (local_group && (this_nr_running >= group_capacity ||
3251                                     !this_nr_running))
3252                         power_savings_balance = 0;
3253
3254                 /*
3255                  * If a group is already running at full capacity or idle,
3256                  * don't include that group in power savings calculations
3257                  */
3258                 if (!power_savings_balance || sum_nr_running >= group_capacity
3259                     || !sum_nr_running)
3260                         goto group_next;
3261
3262                 /*
3263                  * Calculate the group which has the least non-idle load.
3264                  * This is the group from where we need to pick up the load
3265                  * for saving power
3266                  */
3267                 if ((sum_nr_running < min_nr_running) ||
3268                     (sum_nr_running == min_nr_running &&
3269                      first_cpu(group->cpumask) <
3270                      first_cpu(group_min->cpumask))) {
3271                         group_min = group;
3272                         min_nr_running = sum_nr_running;
3273                         min_load_per_task = sum_weighted_load /
3274                                                 sum_nr_running;
3275                 }
3276
3277                 /*
3278                  * Calculate the group which is almost near its
3279                  * capacity but still has some space to pick up some load
3280                  * from other group and save more power
3281                  */
3282                 if (sum_nr_running <= group_capacity - 1) {
3283                         if (sum_nr_running > leader_nr_running ||
3284                             (sum_nr_running == leader_nr_running &&
3285                              first_cpu(group->cpumask) >
3286                               first_cpu(group_leader->cpumask))) {
3287                                 group_leader = group;
3288                                 leader_nr_running = sum_nr_running;
3289                         }
3290                 }
3291 group_next:
3292 #endif
3293                 group = group->next;
3294         } while (group != sd->groups);
3295
3296         if (!busiest || this_load >= max_load || busiest_nr_running == 0)
3297                 goto out_balanced;
3298
3299         avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * total_load) / total_pwr;
3300
3301         if (this_load >= avg_load ||
3302                         100*max_load <= sd->imbalance_pct*this_load)
3303                 goto out_balanced;
3304
3305         busiest_load_per_task /= busiest_nr_running;
3306         if (group_imb)
3307                 busiest_load_per_task = min(busiest_load_per_task, avg_load);
3308
3309         /*
3310          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
3311          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
3312          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
3313          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
3314          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
3315          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
3316          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
3317          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
3318          * appear as very large values with unsigned longs.
3319          */
3320         if (max_load <= busiest_load_per_task)
3321                 goto out_balanced;
3322
3323         /*
3324          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3325          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3326          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3327          */
3328         if (max_load < avg_load) {
3329                 *imbalance = 0;
3330                 goto small_imbalance;
3331         }
3332
3333         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3334         max_pull = min(max_load - avg_load, max_load - busiest_load_per_task);
3335
3336         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3337         *imbalance = min(max_pull * busiest->__cpu_power,
3338                                 (avg_load - this_load) * this->__cpu_power)
3339                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3340
3341         /*
3342          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3343          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3344          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3345          * moved
3346          */
3347         if (*imbalance < busiest_load_per_task) {
3348                 unsigned long tmp, pwr_now, pwr_move;
3349                 unsigned int imbn;
3350
3351 small_imbalance:
3352                 pwr_move = pwr_now = 0;
3353                 imbn = 2;
3354                 if (this_nr_running) {
3355                         this_load_per_task /= this_nr_running;
3356                         if (busiest_load_per_task > this_load_per_task)
3357                                 imbn = 1;
3358                 } else
3359                         this_load_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3360
3361                 if (max_load - this_load + busiest_load_per_task >=
3362                                         busiest_load_per_task * imbn) {
3363                         *imbalance = busiest_load_per_task;
3364                         return busiest;
3365                 }
3366
3367                 /*
3368                  * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3369                  * however we may be able to increase total CPU power used by
3370                  * moving them.
3371                  */
3372
3373                 pwr_now += busiest->__cpu_power *
3374                                 min(busiest_load_per_task, max_load);
3375                 pwr_now += this->__cpu_power *
3376                                 min(this_load_per_task, this_load);
3377                 pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3378
3379                 /* Amount of load we'd subtract */
3380                 tmp = sg_div_cpu_power(busiest,
3381                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3382                 if (max_load > tmp)
3383                         pwr_move += busiest->__cpu_power *
3384                                 min(busiest_load_per_task, max_load - tmp);
3385
3386                 /* Amount of load we'd add */
3387                 if (max_load * busiest->__cpu_power <
3388                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3389                         tmp = sg_div_cpu_power(this,
3390                                         max_load * busiest->__cpu_power);
3391                 else
3392                         tmp = sg_div_cpu_power(this,
3393                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3394                 pwr_move += this->__cpu_power *
3395                                 min(this_load_per_task, this_load + tmp);
3396                 pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3397
3398                 /* Move if we gain throughput */
3399                 if (pwr_move > pwr_now)
3400                         *imbalance = busiest_load_per_task;
3401         }
3402
3403         return busiest;
3404
3405 out_balanced:
3406 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3407         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3408                 goto ret;
3409
3410         if (this == group_leader && group_leader != group_min) {
3411                 *imbalance = min_load_per_task;
3412                 return group_min;
3413         }
3414 #endif
3415 ret:
3416         *imbalance = 0;
3417         return NULL;
3418 }
3419
3420 /*
3421  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
3422  */
3423 static struct rq *
3424 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
3425                    unsigned long imbalance, const cpumask_t *cpus)
3426 {
3427         struct rq *busiest = NULL, *rq;
3428         unsigned long max_load = 0;
3429         int i;
3430
3431         for_each_cpu_mask_nr(i, group->cpumask) {
3432                 unsigned long wl;
3433
3434                 if (!cpu_isset(i, *cpus))
3435                         continue;
3436
3437                 rq = cpu_rq(i);
3438                 wl = weighted_cpuload(i);
3439
3440                 if (rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
3441                         continue;
3442
3443                 if (wl > max_load) {
3444                         max_load = wl;
3445                         busiest = rq;
3446                 }
3447         }
3448
3449         return busiest;
3450 }
3451
3452 /*
3453  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
3454  * so long as it is large enough.
3455  */
3456 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
3457
3458 /*
3459  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3460  * tasks if there is an imbalance.
3461  */
3462 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
3463                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3464                         int *balance, cpumask_t *cpus)
3465 {
3466         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
3467         struct sched_group *group;
3468         unsigned long imbalance;
3469         struct rq *busiest;
3470         unsigned long flags;
3471
3472         cpus_setall(*cpus);
3473
3474         /*
3475          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3476          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3477          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
3478          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3479          */
3480         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3481             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3482                 sd_idle = 1;
3483
3484         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
3485
3486 redo:
3487         update_shares(sd);
3488         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
3489                                    cpus, balance);
3490
3491         if (*balance == 0)
3492                 goto out_balanced;
3493
3494         if (!group) {
3495                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
3496                 goto out_balanced;
3497         }
3498
3499         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
3500         if (!busiest) {
3501                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
3502                 goto out_balanced;
3503         }
3504
3505         BUG_ON(busiest == this_rq);
3506
3507         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
3508
3509         ld_moved = 0;
3510         if (busiest->nr_running > 1) {
3511                 /*
3512                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
3513                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
3514                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
3515                  * correctly treated as an imbalance.
3516                  */
3517                 local_irq_save(flags);
3518                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
3519                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3520                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
3521                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
3522                 local_irq_restore(flags);
3523
3524                 /*
3525                  * some other cpu did the load balance for us.
3526                  */
3527                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
3528                         resched_cpu(this_cpu);
3529
3530                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
3531                 if (unlikely(all_pinned)) {
3532                         cpu_clear(cpu_of(busiest), *cpus);
3533                         if (!cpus_empty(*cpus))
3534                                 goto redo;
3535                         goto out_balanced;
3536                 }
3537         }
3538
3539         if (!ld_moved) {
3540                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
3541                 sd->nr_balance_failed++;
3542
3543                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
3544
3545                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
3546
3547                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
3548                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
3549                          */
3550                         if (!cpu_isset(this_cpu, busiest->curr->cpus_allowed)) {
3551                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3552                                 all_pinned = 1;
3553                                 goto out_one_pinned;
3554                         }
3555
3556                         if (!busiest->active_balance) {
3557                                 busiest->active_balance = 1;
3558                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
3559                                 active_balance = 1;
3560                         }
3561                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3562                         if (active_balance)
3563                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
3564
3565                         /*
3566                          * We've kicked active balancing, reset the failure
3567                          * counter.
3568                          */
3569                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
3570                 }
3571         } else
3572                 sd->nr_balance_failed = 0;
3573
3574         if (likely(!active_balance)) {
3575                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
3576                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
3577         } else {
3578                 /*
3579                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
3580                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
3581                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3582                  * move_tasks).
3583                  */
3584                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3585                         sd->balance_interval *= 2;
3586         }
3587
3588         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3589             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3590                 ld_moved = -1;
3591
3592         goto out;
3593
3594 out_balanced:
3595         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3596
3597         sd->nr_balance_failed = 0;
3598
3599 out_one_pinned:
3600         /* tune up the balancing interval */
3601         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3602                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3603                 sd->balance_interval *= 2;
3604
3605         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3606             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3607                 ld_moved = -1;
3608         else
3609                 ld_moved = 0;
3610 out:
3611         if (ld_moved)
3612                 update_shares(sd);
3613         return ld_moved;
3614 }
3615
3616 /*
3617  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3618  * tasks if there is an imbalance.
3619  *
3620  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
3621  * this_rq is locked.
3622  */
3623 static int
3624 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd,
3625                         cpumask_t *cpus)
3626 {
3627         struct sched_group *group;
3628         struct rq *busiest = NULL;
3629         unsigned long imbalance;
3630         int ld_moved = 0;
3631         int sd_idle = 0;
3632         int all_pinned = 0;
3633
3634         cpus_setall(*cpus);
3635
3636         /*
3637          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3638          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3639          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
3640          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3641          */
3642         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3643             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3644                 sd_idle = 1;
3645
3646         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
3647 redo:
3648         update_shares_locked(this_rq, sd);
3649         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
3650                                    &sd_idle, cpus, NULL);
3651         if (!group) {
3652                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
3653                 goto out_balanced;
3654         }
3655
3656         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
3657         if (!busiest) {
3658                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
3659                 goto out_balanced;
3660         }
3661
3662         BUG_ON(busiest == this_rq);
3663
3664         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
3665
3666         ld_moved = 0;
3667         if (busiest->nr_running > 1) {
3668                 /* Attempt to move tasks */
3669                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
3670                 /* this_rq->clock is already updated */
3671                 update_rq_clock(busiest);
3672                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3673                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
3674                                         &all_pinned);
3675                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
3676
3677                 if (unlikely(all_pinned)) {
3678                         cpu_clear(cpu_of(busiest), *cpus);
3679                         if (!cpus_empty(*cpus))
3680                                 goto redo;
3681                 }
3682         }
3683
3684         if (!ld_moved) {
3685                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
3686                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3687                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3688                         return -1;
3689         } else
3690                 sd->nr_balance_failed = 0;
3691
3692         update_shares_locked(this_rq, sd);
3693         return ld_moved;
3694
3695 out_balanced:
3696         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
3697         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3698             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3699                 return -1;
3700         sd->nr_balance_failed = 0;
3701
3702         return 0;
3703 }
3704
3705 /*
3706  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
3707  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
3708  */
3709 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
3710 {
3711         struct sched_domain *sd;
3712         int pulled_task = -1;
3713         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
3714         cpumask_t tmpmask;
3715
3716         for_each_domain(this_cpu, sd) {
3717                 unsigned long interval;
3718
3719                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3720                         continue;
3721
3722                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
3723                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
3724                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
3725                                                            sd, &tmpmask);
3726
3727                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
3728                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
3729                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3730                 if (pulled_task)
3731                         break;
3732         }
3733         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
3734                 /*
3735                  * We are going idle. next_balance may be set based on
3736                  * a busy processor. So reset next_balance.
3737                  */
3738                 this_rq->next_balance = next_balance;
3739         }
3740 }
3741
3742 /*
3743  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
3744  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
3745  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
3746  * logical imbalances.
3747  *
3748  * Called with busiest_rq locked.
3749  */
3750 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
3751 {
3752         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
3753         struct sched_domain *sd;
3754         struct rq *target_rq;
3755
3756         /* Is there any task to move? */
3757         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
3758                 return;
3759
3760         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
3761
3762         /*
3763          * This condition is "impossible", if it occurs
3764          * we need to fix it. Originally reported by
3765          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
3766          */
3767         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
3768
3769         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
3770         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
3771         update_rq_clock(busiest_rq);
3772         update_rq_clock(target_rq);
3773
3774         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
3775         for_each_domain(target_cpu, sd) {
3776                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
3777                     cpu_isset(busiest_cpu, sd->span))
3778                                 break;
3779         }
3780
3781         if (likely(sd)) {
3782                 schedstat_inc(sd, alb_count);
3783
3784                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
3785                                   sd, CPU_IDLE))
3786                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
3787                 else
3788                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
3789         }
3790         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
3791 }
3792
3793 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3794 static struct {
3795         atomic_t load_balancer;
3796         cpumask_t cpu_mask;
3797 } nohz ____cacheline_aligned = {
3798         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
3799         .cpu_mask = CPU_MASK_NONE,
3800 };
3801
3802 /*
3803  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
3804  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
3805  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
3806  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
3807  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
3808  * arrives...
3809  *
3810  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
3811  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
3812  * nohz.cpu_mask..
3813  *
3814  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
3815  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
3816  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
3817  * there is no need for ilb owner.
3818  *
3819  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
3820  * next busy scheduler_tick()
3821  */
3822 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
3823 {
3824         int cpu = smp_processor_id();
3825
3826         if (stop_tick) {
3827                 cpu_set(cpu, nohz.cpu_mask);
3828                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
3829
3830                 /*
3831                  * If we are going offline and still the leader, give up!
3832                  */
3833                 if (!cpu_active(cpu) &&
3834                     atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
3835                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3836                                 BUG();
3837                         return 0;
3838                 }
3839
3840                 /* time for ilb owner also to sleep */
3841                 if (cpus_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
3842                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3843                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3844                         return 0;
3845                 }
3846
3847                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
3848                         /* make me the ilb owner */
3849                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
3850                                 return 1;
3851                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3852                         return 1;
3853         } else {
3854                 if (!cpu_isset(cpu, nohz.cpu_mask))
3855                         return 0;
3856
3857                 cpu_clear(cpu, nohz.cpu_mask);
3858
3859                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3860                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3861                                 BUG();
3862         }
3863         return 0;
3864 }
3865 #endif
3866
3867 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
3868
3869 /*
3870  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
3871  * and initiates a balancing operation if so.
3872  *
3873  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
3874  */
3875 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
3876 {
3877         int balance = 1;
3878         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3879         unsigned long interval;
3880         struct sched_domain *sd;
3881         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
3882         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
3883         int update_next_balance = 0;
3884         int need_serialize;
3885         cpumask_t tmp;
3886
3887         for_each_domain(cpu, sd) {
3888                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3889                         continue;
3890
3891                 interval = sd->balance_interval;
3892                 if (idle != CPU_IDLE)
3893                         interval *= sd->busy_factor;
3894
3895                 /* scale ms to jiffies */
3896                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
3897                 if (unlikely(!interval))
3898                         interval = 1;
3899                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
3900                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
3901
3902                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
3903
3904                 if (need_serialize) {
3905                         if (!spin_trylock(&balancing))
3906                                 goto out;
3907                 }
3908
3909                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
3910                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance, &tmp)) {
3911                                 /*
3912                                  * We've pulled tasks over so either we're no
3913                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
3914                                  * not idle.
3915                                  */
3916                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
3917                         }
3918                         sd->last_balance = jiffies;
3919                 }
3920                 if (need_serialize)
3921                         spin_unlock(&balancing);
3922 out:
3923                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
3924                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3925                         update_next_balance = 1;
3926                 }
3927
3928                 /*
3929                  * Stop the load balance at this level. There is another
3930                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
3931                  * actively.
3932                  */
3933                 if (!balance)
3934                         break;
3935         }
3936
3937         /*
3938          * next_balance will be updated only when there is a need.
3939          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
3940          * updated.
3941          */
3942         if (likely(update_next_balance))
3943                 rq->next_balance = next_balance;
3944 }
3945
3946 /*
3947  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
3948  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
3949  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
3950  */
3951 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
3952 {
3953         int this_cpu = smp_processor_id();
3954         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3955         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
3956                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
3957
3958         rebalance_domains(this_cpu, idle);
3959
3960 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3961         /*
3962          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
3963          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
3964          * stopped.
3965          */
3966         if (this_rq->idle_at_tick &&
3967             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
3968                 cpumask_t cpus = nohz.cpu_mask;
3969                 struct rq *rq;
3970                 int balance_cpu;
3971
3972                 cpu_clear(this_cpu, cpus);
3973                 for_each_cpu_mask_nr(balance_cpu, cpus) {
3974                         /*
3975                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
3976                          * work being done for other cpus. Next load
3977                          * balancing owner will pick it up.
3978                          */
3979                         if (need_resched())
3980                                 break;
3981
3982                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
3983
3984                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
3985                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
3986                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
3987                 }
3988         }
3989 #endif
3990 }
3991
3992 /*
3993  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
3994  *
3995  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
3996  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
3997  * if the whole system is idle.
3998  */
3999 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4000 {
4001 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4002         /*
4003          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4004          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4005          * load balancer.
4006          */
4007         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4008                 rq->in_nohz_recently = 0;
4009
4010                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4011                         cpu_clear(cpu, nohz.cpu_mask);
4012                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4013                 }
4014
4015                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4016                         /*
4017                          * simple selection for now: Nominate the
4018                          * first cpu in the nohz list to be the next
4019                          * ilb owner.
4020                          *
4021                          * TBD: Traverse the sched domains and nominate
4022                          * the nearest cpu in the nohz.cpu_mask.
4023                          */
4024                         int ilb = first_cpu(nohz.cpu_mask);
4025
4026                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4027                                 resched_cpu(ilb);
4028                 }
4029         }
4030
4031         /*
4032          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4033          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4034          */
4035         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4036             cpus_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4037                 resched_cpu(cpu);
4038                 return;
4039         }
4040
4041         /*
4042          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4043          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4044          */
4045         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4046             cpu_isset(cpu, nohz.cpu_mask))
4047                 return;
4048 #endif
4049         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
4050                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4051 }
4052
4053 #else   /* CONFIG_SMP */
4054
4055 /*
4056  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4057  */
4058 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4059 {
4060 }
4061
4062 #endif
4063
4064 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4065
4066 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4067
4068 /*
4069  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been banked in
4070  * @p in case that task is currently running.
4071  */
4072 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4073 {
4074         unsigned long flags;
4075         struct rq *rq;
4076         u64 ns = 0;
4077
4078         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4079
4080         if (task_current(rq, p)) {
4081                 u64 delta_exec;
4082
4083                 update_rq_clock(rq);
4084                 delta_exec = rq->clock - p->se.exec_start;
4085                 if ((s64)delta_exec > 0)
4086                         ns = delta_exec;
4087         }
4088
4089         task_rq_unlock(rq, &flags);
4090
4091         return ns;
4092 }
4093
4094 /*
4095  * Account user cpu time to a process.
4096  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4097  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
4098  */
4099 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
4100 {
4101         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4102         cputime64_t tmp;
4103
4104         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4105         account_group_user_time(p, cputime);
4106
4107         /* Add user time to cpustat. */
4108         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4109         if (TASK_NICE(p) > 0)
4110                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
4111         else
4112                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4113         /* Account for user time used */
4114         acct_update_integrals(p);
4115 }
4116
4117 /*
4118  * Account guest cpu time to a process.
4119  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4120  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
4121  */
4122 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
4123 {
4124         cputime64_t tmp;
4125         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4126
4127         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4128
4129         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4130         account_group_user_time(p, cputime);
4131         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
4132
4133         cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4134         cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
4135 }
4136
4137 /*
4138  * Account scaled user cpu time to a process.
4139  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4140  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
4141  */
4142 void account_user_time_scaled(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
4143 {
4144         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime);
4145 }
4146
4147 /*
4148  * Account system cpu time to a process.
4149  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4150  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
4151  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
4152  */
4153 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
4154                          cputime_t cputime)
4155 {
4156         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4157         struct rq *rq = this_rq();
4158         cputime64_t tmp;
4159
4160         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
4161                 account_guest_time(p, cputime);
4162                 return;
4163         }
4164
4165         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
4166         account_group_system_time(p, cputime);
4167
4168         /* Add system time to cpustat. */
4169         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4170         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
4171                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
4172         else if (softirq_count())
4173                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
4174         else if (p != rq->idle)
4175                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
4176         else if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
4177                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, tmp);
4178         else
4179                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, tmp);
4180         /* Account for system time used */
4181         acct_update_integrals(p);
4182 }
4183
4184 /*
4185  * Account scaled system cpu time to a process.
4186  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4187  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
4188  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
4189  */
4190 void account_system_time_scaled(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
4191 {
4192         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime);
4193 }
4194
4195 /*
4196  * Account for involuntary wait time.
4197  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
4198  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
4199  */
4200 void account_steal_time(struct task_struct *p, cputime_t steal)
4201 {
4202         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4203         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(steal);
4204         struct rq *rq = this_rq();
4205
4206         if (p == rq->idle) {
4207                 p->stime = cputime_add(p->stime, steal);
4208                 account_group_system_time(p, steal);
4209                 if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
4210                         cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, tmp);
4211                 else
4212                         cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, tmp);
4213         } else
4214                 cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, tmp);
4215 }
4216
4217 /*
4218  * Use precise platform statistics if available:
4219  */
4220 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4221 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
4222 {
4223         return p->utime;
4224 }
4225
4226 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
4227 {
4228         return p->stime;
4229 }
4230 #else
4231 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
4232 {
4233         clock_t utime = cputime_to_clock_t(p->utime),
4234                 total = utime + cputime_to_clock_t(p->stime);
4235         u64 temp;
4236
4237         /*
4238          * Use CFS's precise accounting:
4239          */
4240         temp = (u64)nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime);
4241
4242         if (total) {
4243                 temp *= utime;
4244                 do_div(temp, total);
4245         }
4246         utime = (clock_t)temp;
4247
4248         p->prev_utime = max(p->prev_utime, clock_t_to_cputime(utime));
4249         return p->prev_utime;
4250 }
4251
4252 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
4253 {
4254         clock_t stime;
4255
4256         /*
4257          * Use CFS's precise accounting. (we subtract utime from
4258          * the total, to make sure the total observed by userspace
4259          * grows monotonically - apps rely on that):
4260          */
4261         stime = nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime) -
4262                         cputime_to_clock_t(task_utime(p));
4263
4264         if (stime >= 0)
4265                 p->prev_stime = max(p->prev_stime, clock_t_to_cputime(stime));
4266
4267         return p->prev_stime;
4268 }
4269 #endif
4270
4271 inline cputime_t task_gtime(struct task_struct *p)
4272 {
4273         return p->gtime;
4274 }
4275
4276 /*
4277  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
4278  * We call it with interrupts disabled.
4279  *
4280  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
4281  * timeslices.
4282  */
4283 void scheduler_tick(void)
4284 {
4285         int cpu = smp_processor_id();
4286         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4287         struct task_struct *curr = rq->curr;
4288
4289         sched_clock_tick();
4290
4291         spin_lock(&rq->lock);
4292         update_rq_clock(rq);
4293         update_cpu_load(rq);
4294         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4295         spin_unlock(&rq->lock);
4296
4297 #ifdef CONFIG_SMP
4298         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
4299         trigger_load_balance(rq, cpu);
4300 #endif
4301 }
4302
4303 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
4304                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
4305
4306 static inline unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
4307 {
4308         if (in_lock_functions(addr)) {
4309                 addr = CALLER_ADDR2;
4310                 if (in_lock_functions(addr))
4311                         addr = CALLER_ADDR3;
4312         }
4313         return addr;
4314 }
4315
4316 void __kprobes add_preempt_count(int val)
4317 {
4318 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4319         /*
4320          * Underflow?
4321          */
4322         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
4323                 return;
4324 #endif
4325         preempt_count() += val;
4326 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4327         /*
4328          * Spinlock count overflowing soon?
4329          */
4330         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
4331                                 PREEMPT_MASK - 10);
4332 #endif
4333         if (preempt_count() == val)
4334                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4335 }
4336 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
4337
4338 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
4339 {
4340 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4341         /*
4342          * Underflow?
4343          */
4344         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
4345                 return;
4346         /*
4347          * Is the spinlock portion underflowing?
4348          */
4349         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
4350                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
4351                 return;
4352 #endif
4353
4354         if (preempt_count() == val)
4355                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4356         preempt_count() -= val;
4357 }
4358 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
4359
4360 #endif
4361
4362 /*
4363  * Print scheduling while atomic bug:
4364  */
4365 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
4366 {
4367         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
4368
4369         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
4370                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
4371
4372         debug_show_held_locks(prev);
4373         print_modules();
4374         if (irqs_disabled())
4375                 print_irqtrace_events(prev);
4376
4377         if (regs)
4378                 show_regs(regs);
4379         else
4380                 dump_stack();
4381 }
4382
4383 /*
4384  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
4385  */
4386 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
4387 {
4388         /*
4389          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
4390          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
4391          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
4392          */
4393         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
4394                 __schedule_bug(prev);
4395
4396         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
4397
4398         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
4399 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4400         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
4401                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
4402                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
4403         }
4404 #endif
4405 }
4406
4407 /*
4408  * Pick up the highest-prio task:
4409  */
4410 static inline struct task_struct *
4411 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4412 {
4413         const struct sched_class *class;
4414         struct task_struct *p;
4415
4416         /*
4417          * Optimization: we know that if all tasks are in
4418          * the fair class we can call that function directly:
4419          */
4420         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
4421                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
4422                 if (likely(p))
4423                         return p;
4424         }
4425
4426         class = sched_class_highest;
4427         for ( ; ; ) {
4428                 p = class->pick_next_task(rq);
4429                 if (p)
4430                         return p;
4431                 /*
4432                  * Will never be NULL as the idle class always
4433                  * returns a non-NULL p:
4434                  */
4435                 class = class->next;
4436         }
4437 }
4438
4439 /*
4440  * schedule() is the main scheduler function.
4441  */
4442 asmlinkage void __sched schedule(void)
4443 {
4444         struct task_struct *prev, *next;
4445         unsigned long *switch_count;
4446         struct rq *rq;
4447         int cpu;
4448
4449 need_resched:
4450         preempt_disable();
4451         cpu = smp_processor_id();
4452         rq = cpu_rq(cpu);
4453         rcu_qsctr_inc(cpu);
4454         prev = rq->curr;
4455         switch_count = &prev->nivcsw;
4456
4457         release_kernel_lock(prev);
4458 need_resched_nonpreemptible:
4459
4460         schedule_debug(prev);
4461
4462         if (sched_feat(HRTICK))
4463                 hrtick_clear(rq);
4464
4465         spin_lock_irq(&rq->lock);
4466         update_rq_clock(rq);
4467         clear_tsk_need_resched(prev);
4468
4469         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
4470                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
4471                         prev->state = TASK_RUNNING;
4472                 else
4473                         deactivate_task(rq, prev, 1);
4474                 switch_count = &prev->nvcsw;
4475         }
4476
4477 #ifdef CONFIG_SMP
4478         if (prev->sched_class->pre_schedule)
4479                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
4480 #endif
4481
4482         if (unlikely(!rq->nr_running))
4483                 idle_balance(cpu, rq);
4484
4485         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
4486         next = pick_next_task(rq, prev);
4487
4488         if (likely(prev != next)) {
4489                 sched_info_switch(prev, next);
4490
4491                 rq->nr_switches++;
4492                 rq->curr = next;
4493                 ++*switch_count;
4494
4495                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
4496                 /*
4497                  * the context switch might have flipped the stack from under
4498                  * us, hence refresh the local variables.
4499                  */
4500                 cpu = smp_processor_id();
4501                 rq = cpu_rq(cpu);
4502         } else
4503                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
4504
4505         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
4506                 goto need_resched_nonpreemptible;
4507
4508         preempt_enable_no_resched();
4509         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)))
4510                 goto need_resched;
4511 }
4512 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4513
4514 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4515 /*
4516  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4517  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
4518  * occur there and call schedule directly.
4519  */
4520 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
4521 {
4522         struct thread_info *ti = current_thread_info();
4523
4524         /*
4525          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4526          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4527          */
4528         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
4529                 return;
4530
4531         do {
4532                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4533                 schedule();
4534                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4535
4536                 /*
4537                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4538                  * between schedule and now.
4539                  */
4540                 barrier();
4541         } while (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)));
4542 }
4543 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4544
4545 /*
4546  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
4547  * off of irq context.
4548  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4549  * protect us against recursive calling from irq.
4550  */
4551 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
4552 {
4553         struct thread_info *ti = current_thread_info();
4554
4555         /* Catch callers which need to be fixed */
4556         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
4557
4558         do {
4559                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4560                 local_irq_enable();
4561                 schedule();
4562                 local_irq_disable();
4563                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4564
4565                 /*
4566                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4567                  * between schedule and now.
4568                  */
4569                 barrier();
4570         } while (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)));
4571 }
4572
4573 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
4574
4575 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int sync,
4576                           void *key)
4577 {
4578         return try_to_wake_up(curr->private, mode, sync);
4579 }
4580 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4581
4582 /*
4583  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
4584  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
4585  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
4586  *
4587  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
4588  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
4589  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
4590  */
4591 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4592                              int nr_exclusive, int sync, void *key)
4593 {
4594         wait_queue_t *curr, *next;
4595
4596         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
4597                 unsigned flags = curr->flags;
4598
4599                 if (curr->func(curr, mode, sync, key) &&
4600                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
4601                         break;
4602         }
4603 }
4604
4605 /**
4606  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
4607  * @q: the waitqueue
4608  * @mode: which threads
4609  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4610  * @key: is directly passed to the wakeup function
4611  */
4612 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4613                         int nr_exclusive, void *key)
4614 {
4615         unsigned long flags;
4616
4617         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4618         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
4619         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4620 }
4621 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
4622
4623 /*
4624  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
4625  */
4626 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
4627 {
4628         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
4629 }
4630
4631 /**
4632  * __wake_up_sync - wake up threads blocked on a waitqueue.
4633  * @q: the waitqueue
4634  * @mode: which threads
4635  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4636  *
4637  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
4638  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
4639  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
4640  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
4641  *
4642  * On UP it can prevent extra preemption.
4643  */
4644 void
4645 __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
4646 {
4647         unsigned long flags;
4648         int sync = 1;
4649
4650         if (unlikely(!q))
4651                 return;
4652
4653         if (unlikely(!nr_exclusive))
4654                 sync = 0;
4655
4656         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4657         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, sync, NULL);
4658         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4659 }
4660 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
4661
4662 /**
4663  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
4664  * @x:  holds the state of this particular completion
4665  *
4666  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
4667  * awakened in the same order in which they were queued.
4668  *
4669  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
4670  */
4671 void complete(struct completion *x)
4672 {
4673         unsigned long flags;
4674
4675         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4676         x->done++;
4677         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
4678         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4679 }
4680 EXPORT_SYMBOL(complete);
4681
4682 /**
4683  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
4684  * @x:  holds the state of this particular completion
4685  *
4686  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
4687  */
4688 void complete_all(struct completion *x)
4689 {
4690         unsigned long flags;
4691
4692         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4693         x->done += UINT_MAX/2;
4694         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
4695         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4696 }
4697 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
4698
4699 static inline long __sched
4700 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
4701 {
4702         if (!x->done) {
4703                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
4704
4705                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
4706                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
4707                 do {
4708                         if (signal_pending_state(state, current)) {
4709                                 timeout = -ERESTARTSYS;
4710                                 break;
4711                         }
4712                         __set_current_state(state);
4713                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
4714                         timeout = schedule_timeout(timeout);
4715                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
4716                 } while (!x->done && timeout);
4717                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
4718                 if (!x->done)
4719                         return timeout;
4720         }
4721         x->done--;
4722         return timeout ?: 1;
4723 }
4724
4725 static long __sched
4726 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
4727 {
4728         might_sleep();
4729
4730         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
4731         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
4732         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
4733         return timeout;
4734 }
4735
4736 /**
4737  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
4738  * @x:  holds the state of this particular completion
4739  *
4740  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
4741  * interruptible and there is no timeout.
4742  *
4743  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
4744  * and interrupt capability. Also see complete().
4745  */
4746 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
4747 {
4748         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4749 }
4750 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
4751
4752 /**
4753  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
4754  * @x:  holds the state of this particular completion
4755  * @timeout:  timeout value in jiffies
4756  *
4757  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
4758  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
4759  * interruptible.
4760  */
4761 unsigned long __sched
4762 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
4763 {
4764         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4765 }
4766 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
4767
4768 /**
4769  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
4770  * @x:  holds the state of this particular completion
4771  *
4772  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
4773  * interruptible.
4774  */
4775 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
4776 {
4777         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
4778         if (t == -ERESTARTSYS)
4779                 return t;
4780         return 0;
4781 }
4782 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
4783
4784 /**
4785  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
4786  * @x:  holds the state of this particular completion
4787  * @timeout:  timeout value in jiffies
4788  *
4789  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
4790  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
4791  */
4792 unsigned long __sched
4793 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
4794                                           unsigned long timeout)
4795 {
4796         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
4797 }
4798 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
4799
4800 /**
4801  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
4802  * @x:  holds the state of this particular completion
4803  *
4804  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
4805  * interrupted by a kill signal.
4806  */
4807 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
4808 {
4809         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
4810         if (t == -ERESTARTSYS)
4811                 return t;
4812         return 0;
4813 }
4814 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
4815
4816 /**
4817  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
4818  *      @x:     completion structure
4819  *
4820  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
4821  *               1 if a decrement succeeded.
4822  *
4823  *      If a completion is being used as a counting completion,
4824  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
4825  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
4826  *      is protecting is not available.
4827  */
4828 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
4829 {
4830         int ret = 1;
4831
4832         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
4833         if (!x->done)
4834                 ret = 0;
4835         else
4836                 x->done--;
4837         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
4838         return ret;
4839 }
4840 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
4841
4842 /**
4843  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
4844  *      @x:     completion structure
4845  *
4846  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
4847  *               1 if there are no waiters.
4848  *
4849  */
4850 bool completion_done(struct completion *x)
4851 {
4852         int ret = 1;
4853
4854         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
4855         if (!x->done)
4856                 ret = 0;
4857         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
4858         return ret;
4859 }
4860 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
4861
4862 static long __sched
4863 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
4864 {
4865         unsigned long flags;
4866         wait_queue_t wait;
4867
4868         init_waitqueue_entry(&wait, current);
4869
4870         __set_current_state(state);
4871
4872         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4873         __add_wait_queue(q, &wait);
4874         spin_unlock(&q->lock);
4875         timeout = schedule_timeout(timeout);
4876         spin_lock_irq(&q->lock);
4877         __remove_wait_queue(q, &wait);
4878         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4879
4880         return timeout;
4881 }
4882
4883 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
4884 {
4885         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
4886 }
4887 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
4888
4889 long __sched
4890 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
4891 {
4892         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
4893 }
4894 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
4895
4896 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
4897 {
4898         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
4899 }
4900 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
4901
4902 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
4903 {
4904         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
4905 }
4906 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
4907
4908 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4909
4910 /*
4911  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4912  * @p: task
4913  * @prio: prio value (kernel-internal form)
4914  *
4915  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4916  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4917  *
4918  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
4919  */
4920 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
4921 {
4922         unsigned long flags;
4923         int oldprio, on_rq, running;
4924         struct rq *rq;
4925         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
4926
4927         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
4928
4929         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4930         update_rq_clock(rq);
4931
4932         oldprio = p->prio;
4933         on_rq = p->se.on_rq;
4934         running = task_current(rq, p);
4935         if (on_rq)
4936                 dequeue_task(rq, p, 0);
4937         if (running)
4938                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
4939
4940         if (rt_prio(prio))
4941                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4942         else
4943                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4944
4945         p->prio = prio;
4946
4947         if (running)
4948                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4949         if (on_rq) {
4950                 enqueue_task(rq, p, 0);
4951
4952                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
4953         }
4954         task_rq_unlock(rq, &flags);
4955 }
4956
4957 #endif
4958
4959 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4960 {
4961         int old_prio, delta, on_rq;
4962         unsigned long flags;
4963         struct rq *rq;
4964
4965         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
4966                 return;
4967         /*
4968          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4969          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4970          */
4971         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4972         update_rq_clock(rq);
4973         /*
4974          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4975          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4976          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4977          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
4978          */
4979         if (task_has_rt_policy(p)) {
4980                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4981                 goto out_unlock;
4982         }
4983         on_rq = p->se.on_rq;
4984         if (on_rq)
4985                 dequeue_task(rq, p, 0);
4986
4987         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4988         set_load_weight(p);
4989         old_prio = p->prio;
4990         p->prio = effective_prio(p);
4991         delta = p->prio - old_prio;
4992
4993         if (on_rq) {
4994                 enqueue_task(rq, p, 0);
4995                 /*
4996                  * If the task increased its priority or is running and
4997                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4998                  */
4999                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
5000                         resched_task(rq->curr);
5001         }
5002 out_unlock:
5003         task_rq_unlock(rq, &flags);
5004 }
5005 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
5006
5007 /*
5008  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
5009  * @p: task
5010  * @nice: nice value
5011  */
5012 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
5013 {
5014         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
5015         int nice_rlim = 20 - nice;
5016
5017         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
5018                 capable(CAP_SYS_NICE));
5019 }
5020
5021 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5022
5023 /*
5024  * sys_nice - change the priority of the current process.
5025  * @increment: priority increment
5026  *
5027  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5028  * does similar things.
5029  */
5030 asmlinkage long sys_nice(int increment)
5031 {
5032         long nice, retval;
5033
5034         /*
5035          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5036          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5037          * and we have a single winner.
5038          */
5039         if (increment < -40)
5040                 increment = -40;
5041         if (increment > 40)
5042                 increment = 40;
5043
5044         nice = PRIO_TO_NICE(current->static_prio) + increment;
5045         if (nice < -20)
5046                 nice = -20;
5047         if (nice > 19)
5048                 nice = 19;
5049
5050         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
5051                 return -EPERM;
5052
5053         retval = security_task_setnice(current, nice);
5054         if (retval)
5055                 return retval;
5056
5057         set_user_nice(current, nice);
5058         return 0;
5059 }
5060
5061 #endif
5062
5063 /**
5064  * task_prio - return the priority value of a given task.
5065  * @p: the task in question.
5066  *
5067  * This is the priority value as seen by users in /proc.
5068  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
5069  * around 0, value goes from -16 to +15.
5070  */
5071 int task_prio(const struct task_struct *p)
5072 {
5073         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
5074 }
5075
5076 /**
5077  * task_nice - return the nice value of a given task.
5078  * @p: the task in question.
5079  */
5080 int task_nice(const struct task_struct *p)
5081 {
5082         return TASK_NICE(p);
5083 }
5084 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
5085
5086 /**
5087  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
5088  * @cpu: the processor in question.
5089  */
5090 int idle_cpu(int cpu)
5091 {
5092         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
5093 }
5094
5095 /**
5096  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
5097  * @cpu: the processor in question.
5098  */
5099 struct task_struct *idle_task(int cpu)
5100 {
5101         return cpu_rq(cpu)->idle;
5102 }
5103
5104 /**
5105  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
5106  * @pid: the pid in question.
5107  */
5108 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
5109 {
5110         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
5111 }
5112
5113 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
5114 static void
5115 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
5116 {
5117         BUG_ON(p->se.on_rq);
5118
5119         p->policy = policy;
5120         switch (p->policy) {
5121         case SCHED_NORMAL:
5122         case SCHED_BATCH:
5123         case SCHED_IDLE:
5124                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5125                 break;
5126         case SCHED_FIFO:
5127         case SCHED_RR:
5128                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5129                 break;
5130         }
5131
5132         p->rt_priority = prio;
5133         p->normal_prio = normal_prio(p);
5134         /* we are holding p->pi_lock already */
5135         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
5136         set_load_weight(p);
5137 }
5138
5139 /*
5140  * check the target process has a UID that matches the current process's
5141  */
5142 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
5143 {
5144         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
5145         bool match;
5146
5147         rcu_read_lock();
5148         pcred = __task_cred(p);
5149         match = (cred->euid == pcred->euid ||
5150                  cred->euid == pcred->uid);
5151         rcu_read_unlock();
5152         return match;
5153 }
5154
5155 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5156                                 struct sched_param *param, bool user)
5157 {
5158         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
5159         unsigned long flags;
5160         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
5161         struct rq *rq;
5162
5163         /* may grab non-irq protected spin_locks */
5164         BUG_ON(in_interrupt());
5165 recheck:
5166         /* double check policy once rq lock held */
5167         if (policy < 0)
5168                 policy = oldpolicy = p->policy;
5169         else if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
5170                         policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
5171                         policy != SCHED_IDLE)
5172                 return -EINVAL;
5173         /*
5174          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
5175          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
5176          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
5177          */
5178         if (param->sched_priority < 0 ||
5179             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
5180             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
5181                 return -EINVAL;
5182         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
5183                 return -EINVAL;
5184
5185         /*
5186          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
5187          */
5188         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
5189                 if (rt_policy(policy)) {
5190                         unsigned long rlim_rtprio;
5191
5192                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
5193                                 return -ESRCH;
5194                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
5195                         unlock_task_sighand(p, &flags);
5196
5197                         /* can't set/change the rt policy */
5198                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
5199                                 return -EPERM;
5200
5201                         /* can't increase priority */
5202                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
5203                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
5204                                 return -EPERM;
5205                 }
5206                 /*
5207                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
5208                  * move out of SCHED_IDLE either:
5209                  */
5210                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
5211                         return -EPERM;
5212
5213                 /* can't change other user's priorities */
5214                 if (!check_same_owner(p))
5215                         return -EPERM;
5216         }
5217
5218         if (user) {
5219 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5220                 /*
5221                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5222                  * assigned.
5223                  */
5224                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
5225                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
5226                         return -EPERM;
5227 #endif
5228
5229                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
5230                 if (retval)
5231                         return retval;
5232         }
5233
5234         /*
5235          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
5236          * changing the priority of the task:
5237          */
5238         spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5239         /*
5240          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
5241          * runqueue lock must be held.
5242          */
5243         rq = __task_rq_lock(p);
5244         /* recheck policy now with rq lock held */
5245         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5246                 policy = oldpolicy = -1;
5247                 __task_rq_unlock(rq);
5248                 spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5249                 goto recheck;
5250         }
5251         update_rq_clock(rq);
5252         on_rq = p->se.on_rq;
5253         running = task_current(rq, p);
5254         if (on_rq)
5255                 deactivate_task(rq, p, 0);
5256         if (running)
5257                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5258
5259         oldprio = p->prio;
5260         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
5261
5262         if (running)
5263                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5264         if (on_rq) {
5265                 activate_task(rq, p, 0);
5266
5267                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
5268         }
5269         __task_rq_unlock(rq);
5270         spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5271
5272         rt_mutex_adjust_pi(p);
5273
5274         return 0;
5275 }
5276
5277 /**
5278  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5279  * @p: the task in question.
5280  * @policy: new policy.
5281  * @param: structure containing the new RT priority.
5282  *
5283  * NOTE that the task may be already dead.
5284  */
5285 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5286                        struct sched_param *param)
5287 {
5288         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5289 }
5290 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5291
5292 /**
5293  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5294  * @p: the task in question.
5295  * @policy: new policy.
5296  * @param: structure containing the new RT priority.
5297  *
5298  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5299  * current context has permission.  For example, this is needed in
5300  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5301  * but our caller might not have that capability.
5302  */
5303 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5304                                struct sched_param *param)
5305 {
5306         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5307 }
5308
5309 static int
5310 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5311 {
5312         struct sched_param lparam;
5313         struct task_struct *p;
5314         int retval;
5315
5316         if (!param || pid < 0)
5317                 return -EINVAL;
5318         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5319                 return -EFAULT;
5320
5321         rcu_read_lock();
5322         retval = -ESRCH;
5323         p = find_process_by_pid(pid);
5324         if (p != NULL)
5325                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5326         rcu_read_unlock();
5327
5328         return retval;
5329 }
5330
5331 /**
5332  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5333  * @pid: the pid in question.
5334  * @policy: new policy.
5335  * @param: structure containing the new RT priority.
5336  */
5337 asmlinkage long
5338 sys_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5339 {
5340         /* negative values for policy are not valid */
5341         if (policy < 0)
5342                 return -EINVAL;
5343
5344         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5345 }
5346
5347 /**
5348  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5349  * @pid: the pid in question.
5350  * @param: structure containing the new RT priority.
5351  */
5352 asmlinkage long sys_sched_setparam(pid_t pid, struct sched_param __user *param)
5353 {
5354         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
5355 }
5356
5357 /**
5358  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5359  * @pid: the pid in question.
5360  */
5361 asmlinkage long sys_sched_getscheduler(pid_t pid)
5362 {
5363         struct task_struct *p;
5364         int retval;
5365
5366         if (pid < 0)
5367                 return -EINVAL;
5368
5369         retval = -ESRCH;
5370         read_lock(&tasklist_lock);
5371         p = find_process_by_pid(pid);
5372         if (p) {
5373                 retval = security_task_getscheduler(p);
5374                 if (!retval)
5375                         retval = p->policy;
5376         }
5377         read_unlock(&tasklist_lock);
5378         return retval;
5379 }
5380
5381 /**
5382  * sys_sched_getscheduler - get the RT priority of a thread
5383  * @pid: the pid in question.
5384  * @param: structure containing the RT priority.
5385  */
5386 asmlinkage long sys_sched_getparam(pid_t pid, struct sched_param __user *param)
5387 {
5388         struct sched_param lp;
5389         struct task_struct *p;
5390         int retval;
5391
5392         if (!param || pid < 0)
5393                 return -EINVAL;
5394
5395         read_lock(&tasklist_lock);
5396         p = find_process_by_pid(pid);
5397         retval = -ESRCH;
5398         if (!p)
5399                 goto out_unlock;
5400
5401         retval = security_task_getscheduler(p);
5402         if (retval)
5403                 goto out_unlock;
5404
5405         lp.sched_priority = p->rt_priority;
5406         read_unlock(&tasklist_lock);
5407
5408         /*
5409          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5410          */
5411         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5412
5413         return retval;
5414
5415 out_unlock:
5416         read_unlock(&tasklist_lock);
5417         return retval;
5418 }
5419
5420 long sched_setaffinity(pid_t pid, const cpumask_t *in_mask)
5421 {
5422         cpumask_t cpus_allowed;
5423         cpumask_t new_mask = *in_mask;
5424         struct task_struct *p;
5425         int retval;
5426
5427         get_online_cpus();
5428         read_lock(&tasklist_lock);
5429
5430         p = find_process_by_pid(pid);
5431         if (!p) {
5432                 read_unlock(&tasklist_lock);
5433                 put_online_cpus();
5434                 return -ESRCH;
5435         }
5436
5437         /*
5438          * It is not safe to call set_cpus_allowed with the
5439          * tasklist_lock held. We will bump the task_struct's
5440          * usage count and then drop tasklist_lock.
5441          */
5442         get_task_struct(p);
5443         read_unlock(&tasklist_lock);
5444
5445         retval = -EPERM;
5446         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
5447                 goto out_unlock;
5448
5449         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
5450         if (retval)
5451                 goto out_unlock;
5452
5453         cpuset_cpus_allowed(p, &cpus_allowed);
5454         cpus_and(new_mask, new_mask, cpus_allowed);
5455  again:
5456         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, &new_mask);
5457
5458         if (!retval) {
5459                 cpuset_cpus_allowed(p, &cpus_allowed);
5460                 if (!cpus_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5461                         /*
5462                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5463                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5464                          * cpuset's cpus_allowed
5465                          */
5466                         new_mask = cpus_allowed;
5467                         goto again;
5468                 }
5469         }
5470 out_unlock:
5471         put_task_struct(p);
5472         put_online_cpus();
5473         return retval;
5474 }
5475
5476 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5477                              cpumask_t *new_mask)
5478 {
5479         if (len < sizeof(cpumask_t)) {
5480                 memset(new_mask, 0, sizeof(cpumask_t));
5481         } else if (len > sizeof(cpumask_t)) {
5482                 len = sizeof(cpumask_t);
5483         }
5484         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5485 }
5486
5487 /**
5488  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
5489  * @pid: pid of the process
5490  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5491  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
5492  */
5493 asmlinkage long sys_sched_setaffinity(pid_t pid, unsigned int len,
5494                                       unsigned long __user *user_mask_ptr)
5495 {
5496         cpumask_t new_mask;
5497         int retval;
5498
5499         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, &new_mask);
5500         if (retval)
5501                 return retval;
5502
5503         return sched_setaffinity(pid, &new_mask);
5504 }
5505
5506 long sched_getaffinity(pid_t pid, cpumask_t *mask)
5507 {
5508         struct task_struct *p;
5509         int retval;
5510
5511         get_online_cpus();
5512         read_lock(&tasklist_lock);
5513
5514         retval = -ESRCH;
5515         p = find_process_by_pid(pid);
5516         if (!p)
5517                 goto out_unlock;
5518
5519         retval = security_task_getscheduler(p);
5520         if (retval)
5521                 goto out_unlock;
5522
5523         cpus_and(*mask, p->cpus_allowed, cpu_online_map);
5524
5525 out_unlock:
5526         read_unlock(&tasklist_lock);
5527         put_online_cpus();
5528
5529         return retval;
5530 }
5531
5532 /**
5533  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
5534  * @pid: pid of the process
5535  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5536  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
5537  */
5538 asmlinkage long sys_sched_getaffinity(pid_t pid, unsigned int len,
5539                                       unsigned long __user *user_mask_ptr)
5540 {
5541         int ret;
5542         cpumask_t mask;
5543
5544         if (len < sizeof(cpumask_t))
5545                 return -EINVAL;
5546
5547         ret = sched_getaffinity(pid, &mask);
5548         if (ret < 0)
5549                 return ret;
5550
5551         if (copy_to_user(user_mask_ptr, &mask, sizeof(cpumask_t)))
5552                 return -EFAULT;
5553
5554         return sizeof(cpumask_t);
5555 }
5556
5557 /**
5558  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5559  *
5560  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5561  * other threads running on this CPU then this function will return.
5562  */
5563 asmlinkage long sys_sched_yield(void)
5564 {
5565         struct rq *rq = this_rq_lock();
5566
5567         schedstat_inc(rq, yld_count);
5568         current->sched_class->yield_task(rq);
5569
5570         /*
5571          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5572          * no need to preempt or enable interrupts:
5573          */
5574         __release(rq->lock);
5575         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
5576         _raw_spin_unlock(&rq->lock);
5577         preempt_enable_no_resched();
5578
5579         schedule();
5580
5581         return 0;
5582 }
5583
5584 static void __cond_resched(void)
5585 {
5586 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK_SLEEP
5587         __might_sleep(__FILE__, __LINE__);
5588 #endif
5589         /*
5590          * The BKS might be reacquired before we have dropped
5591          * PREEMPT_ACTIVE, which could trigger a second
5592          * cond_resched() call.
5593          */
5594         do {
5595                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5596                 schedule();
5597                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5598         } while (need_resched());
5599 }
5600
5601 int __sched _cond_resched(void)
5602 {
5603         if (need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE) &&
5604                                         system_state == SYSTEM_RUNNING) {
5605                 __cond_resched();
5606                 return 1;
5607         }
5608         return 0;
5609 }
5610 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5611
5612 /*
5613  * cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5614  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5615  *
5616  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
5617  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5618  * spin_unlock(), once by hand).
5619  */
5620 int cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5621 {
5622         int resched = need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING;
5623         int ret = 0;
5624
5625         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5626                 spin_unlock(lock);
5627                 if (resched && need_resched())
5628                         __cond_resched();
5629                 else
5630                         cpu_relax();
5631                 ret = 1;
5632                 spin_lock(lock);
5633         }
5634         return ret;
5635 }
5636 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_lock);
5637
5638 int __sched cond_resched_softirq(void)
5639 {
5640         BUG_ON(!in_softirq());
5641
5642         if (need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING) {
5643                 local_bh_enable();
5644                 __cond_resched();
5645                 local_bh_disable();
5646                 return 1;
5647         }
5648         return 0;
5649 }
5650 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_softirq);
5651
5652 /**
5653  * yield - yield the current processor to other threads.
5654  *
5655  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
5656  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
5657  */
5658 void __sched yield(void)
5659 {
5660         set_current_state(TASK_RUNNING);
5661         sys_sched_yield();
5662 }
5663 EXPORT_SYMBOL(yield);
5664
5665 /*
5666  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5667  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5668  *
5669  * But don't do that if it is a deliberate, throttling IO wait (this task
5670  * has set its backing_dev_info: the queue against which it should throttle)
5671  */
5672 void __sched io_schedule(void)
5673 {
5674         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
5675
5676         delayacct_blkio_start();
5677         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5678         schedule();
5679         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5680         delayacct_blkio_end();
5681 }
5682 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5683
5684 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5685 {
5686         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
5687         long ret;
5688
5689         delayacct_blkio_start();
5690         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5691         ret = schedule_timeout(timeout);
5692         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5693         delayacct_blkio_end();
5694         return ret;
5695 }
5696
5697 /**
5698  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5699  * @policy: scheduling class.
5700  *
5701  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
5702  * by a given scheduling class.
5703  */
5704 asmlinkage long sys_sched_get_priority_max(int policy)
5705 {
5706         int ret = -EINVAL;
5707
5708         switch (policy) {
5709         case SCHED_FIFO:
5710         case SCHED_RR:
5711                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5712                 break;
5713         case SCHED_NORMAL:
5714         case SCHED_BATCH:
5715         case SCHED_IDLE:
5716                 ret = 0;
5717                 break;
5718         }
5719         return ret;
5720 }
5721
5722 /**
5723  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5724  * @policy: scheduling class.
5725  *
5726  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
5727  * by a given scheduling class.
5728  */
5729 asmlinkage long sys_sched_get_priority_min(int policy)
5730 {
5731         int ret = -EINVAL;
5732
5733         switch (policy) {
5734         case SCHED_FIFO:
5735         case SCHED_RR:
5736                 ret = 1;
5737                 break;
5738         case SCHED_NORMAL:
5739         case SCHED_BATCH:
5740         case SCHED_IDLE:
5741                 ret = 0;
5742         }
5743         return ret;
5744 }
5745
5746 /**
5747  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5748  * @pid: pid of the process.
5749  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5750  *
5751  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5752  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5753  */
5754 asmlinkage
5755 long sys_sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec __user *interval)
5756 {
5757         struct task_struct *p;
5758         unsigned int time_slice;
5759         int retval;
5760         struct timespec t;
5761
5762         if (pid < 0)
5763                 return -EINVAL;
5764
5765         retval = -ESRCH;
5766         read_lock(&tasklist_lock);
5767         p = find_process_by_pid(pid);
5768         if (!p)
5769                 goto out_unlock;
5770
5771         retval = security_task_getscheduler(p);
5772         if (retval)
5773                 goto out_unlock;
5774
5775         /*
5776          * Time slice is 0 for SCHED_FIFO tasks and for SCHED_OTHER
5777          * tasks that are on an otherwise idle runqueue:
5778          */
5779         time_slice = 0;
5780         if (p->policy == SCHED_RR) {
5781                 time_slice = DEF_TIMESLICE;
5782         } else if (p->policy != SCHED_FIFO) {
5783                 struct sched_entity *se = &p->se;
5784                 unsigned long flags;
5785                 struct rq *rq;
5786
5787                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
5788                 if (rq->cfs.load.weight)
5789                         time_slice = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
5790                 task_rq_unlock(rq, &flags);
5791         }
5792         read_unlock(&tasklist_lock);
5793         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5794         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5795         return retval;
5796
5797 out_unlock:
5798         read_unlock(&tasklist_lock);
5799         return retval;
5800 }
5801
5802 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5803
5804 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5805 {
5806         unsigned long free = 0;
5807         unsigned state;
5808
5809         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
5810         printk(KERN_INFO "%-13.13s %c", p->comm,
5811                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5812 #if BITS_PER_LONG == 32
5813         if (state == TASK_RUNNING)
5814                 printk(KERN_CONT " running  ");
5815         else
5816                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
5817 #else
5818         if (state == TASK_RUNNING)
5819                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5820         else
5821                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
5822 #endif
5823 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5824         {
5825                 unsigned long *n = end_of_stack(p);
5826                 while (!*n)
5827                         n++;
5828                 free = (unsigned long)n - (unsigned long)end_of_stack(p);
5829         }
5830 #endif
5831         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d\n", free,
5832                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent));
5833
5834         show_stack(p, NULL);
5835 }
5836
5837 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5838 {
5839         struct task_struct *g, *p;
5840
5841 #if BITS_PER_LONG == 32
5842         printk(KERN_INFO
5843                 "  task                PC stack   pid father\n");
5844 #else
5845         printk(KERN_INFO
5846                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5847 #endif
5848         read_lock(&tasklist_lock);
5849         do_each_thread(g, p) {
5850                 /*
5851                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5852                  * console might take alot of time:
5853                  */
5854                 touch_nmi_watchdog();
5855                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5856                         sched_show_task(p);
5857         } while_each_thread(g, p);
5858
5859         touch_all_softlockup_watchdogs();
5860
5861 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5862         sysrq_sched_debug_show();
5863 #endif
5864         read_unlock(&tasklist_lock);
5865         /*
5866          * Only show locks if all tasks are dumped:
5867          */
5868         if (state_filter == -1)
5869                 debug_show_all_locks();
5870 }
5871
5872 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5873 {
5874         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5875 }
5876
5877 /**
5878  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5879  * @idle: task in question
5880  * @cpu: cpu the idle task belongs to
5881  *
5882  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5883  * flag, to make booting more robust.
5884  */
5885 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5886 {
5887         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5888         unsigned long flags;
5889
5890         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5891
5892         __sched_fork(idle);
5893         idle->se.exec_start = sched_clock();
5894
5895         idle->prio = idle->normal_prio = MAX_PRIO;
5896         idle->cpus_allowed = cpumask_of_cpu(cpu);
5897         __set_task_cpu(idle, cpu);
5898
5899         rq->curr = rq->idle = idle;
5900 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
5901         idle->oncpu = 1;
5902 #endif
5903         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5904
5905         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5906 #if defined(CONFIG_PREEMPT)
5907         task_thread_info(idle)->preempt_count = (idle->lock_depth >= 0);
5908 #else
5909         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
5910 #endif
5911         /*
5912          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5913          */
5914         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5915 }
5916
5917 /*
5918  * In a system that switches off the HZ timer nohz_cpu_mask
5919  * indicates which cpus entered this state. This is used
5920  * in the rcu update to wait only for active cpus. For system
5921  * which do not switch off the HZ timer nohz_cpu_mask should
5922  * always be CPU_MASK_NONE.
5923  */
5924 cpumask_t nohz_cpu_mask = CPU_MASK_NONE;
5925
5926 /*
5927  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
5928  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
5929  * to users decreases. But the relationship is not linear,
5930  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
5931  * number of CPUs.
5932  *
5933  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
5934  */
5935 static inline void sched_init_granularity(void)
5936 {
5937         unsigned int factor = 1 + ilog2(num_online_cpus());
5938         const unsigned long limit = 200000000;
5939
5940         sysctl_sched_min_granularity *= factor;
5941         if (sysctl_sched_min_granularity > limit)
5942                 sysctl_sched_min_granularity = limit;
5943
5944         sysctl_sched_latency *= factor;
5945         if (sysctl_sched_latency > limit)
5946                 sysctl_sched_latency = limit;
5947
5948         sysctl_sched_wakeup_granularity *= factor;
5949
5950         sysctl_sched_shares_ratelimit *= factor;
5951 }
5952
5953 #ifdef CONFIG_SMP
5954 /*
5955  * This is how migration works:
5956  *
5957  * 1) we queue a struct migration_req structure in the source CPU's
5958  *    runqueue and wake up that CPU's migration thread.
5959  * 2) we down() the locked semaphore => thread blocks.
5960  * 3) migration thread wakes up (implicitly it forces the migrated
5961  *    thread off the CPU)
5962  * 4) it gets the migration request and checks whether the migrated
5963  *    task is still in the wrong runqueue.
5964  * 5) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
5965  *    it and puts it into the right queue.
5966  * 6) migration thread up()s the semaphore.
5967  * 7) we wake up and the migration is done.
5968  */
5969
5970 /*
5971  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
5972  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
5973  * is removed from the allowed bitmask.
5974  *
5975  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
5976  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
5977  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
5978  */
5979 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const cpumask_t *new_mask)
5980 {
5981         struct migration_req req;
5982         unsigned long flags;
5983         struct rq *rq;
5984         int ret = 0;
5985
5986         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5987         if (!cpus_intersects(*new_mask, cpu_online_map)) {
5988                 ret = -EINVAL;
5989                 goto out;
5990         }
5991
5992         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current &&
5993                      !cpus_equal(p->cpus_allowed, *new_mask))) {
5994                 ret = -EINVAL;
5995                 goto out;
5996         }
5997
5998         if (p->sched_class->set_cpus_allowed)
5999                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
6000         else {
6001                 p->cpus_allowed = *new_mask;
6002                 p->rt.nr_cpus_allowed = cpus_weight(*new_mask);
6003         }
6004
6005         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
6006         if (cpu_isset(task_cpu(p), *new_mask))
6007                 goto out;
6008
6009         if (migrate_task(p, any_online_cpu(*new_mask), &req)) {
6010                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
6011                 task_rq_unlock(rq, &flags);
6012                 wake_up_process(rq->migration_thread);
6013                 wait_for_completion(&req.done);
6014                 tlb_migrate_finish(p->mm);
6015                 return 0;
6016         }
6017 out:
6018         task_rq_unlock(rq, &flags);
6019
6020         return ret;
6021 }
6022 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
6023
6024 /*
6025  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
6026  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
6027  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
6028  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
6029  *
6030  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
6031  * as the task is no longer on this CPU.
6032  *
6033  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
6034  */
6035 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
6036 {
6037         struct rq *rq_dest, *rq_src;
6038         int ret = 0, on_rq;
6039
6040         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
6041                 return ret;
6042
6043         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
6044         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
6045
6046         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
6047         /* Already moved. */
6048         if (task_cpu(p) != src_cpu)
6049                 goto done;
6050         /* Affinity changed (again). */
6051         if (!cpu_isset(dest_cpu, p->cpus_allowed))
6052                 goto fail;
6053
6054         on_rq = p->se.on_rq;
6055         if (on_rq)
6056                 deactivate_task(rq_src, p, 0);
6057
6058         set_task_cpu(p, dest_cpu);
6059         if (on_rq) {
6060                 activate_task(rq_dest, p, 0);
6061                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
6062         }
6063 done:
6064         ret = 1;
6065 fail:
6066         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
6067         return ret;
6068 }
6069
6070 /*
6071  * migration_thread - this is a highprio system thread that performs
6072  * thread migration by bumping thread off CPU then 'pushing' onto
6073  * another runqueue.
6074  */
6075 static int migration_thread(void *data)
6076 {
6077         int cpu = (long)data;
6078         struct rq *rq;
6079
6080         rq = cpu_rq(cpu);
6081         BUG_ON(rq->migration_thread != current);
6082
6083         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6084         while (!kthread_should_stop()) {
6085                 struct migration_req *req;
6086                 struct list_head *head;
6087
6088                 spin_lock_irq(&rq->lock);
6089
6090                 if (cpu_is_offline(cpu)) {
6091                         spin_unlock_irq(&rq->lock);
6092                         goto wait_to_die;
6093                 }
6094
6095                 if (rq->active_balance) {
6096                         active_load_balance(rq, cpu);
6097                         rq->active_balance = 0;
6098                 }
6099
6100                 head = &rq->migration_queue;
6101
6102                 if (list_empty(head)) {
6103                         spin_unlock_irq(&rq->lock);
6104                         schedule();
6105                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6106                         continue;
6107                 }
6108                 req = list_entry(head->next, struct migration_req, list);
6109                 list_del_init(head->next);
6110
6111                 spin_unlock(&rq->lock);
6112                 __migrate_task(req->task, cpu, req->dest_cpu);
6113                 local_irq_enable();
6114
6115                 complete(&req->done);
6116         }
6117         __set_current_state(TASK_RUNNING);
6118         return 0;
6119
6120 wait_to_die:
6121         /* Wait for kthread_stop */
6122         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6123         while (!kthread_should_stop()) {
6124                 schedule();
6125                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6126         }
6127         __set_current_state(TASK_RUNNING);
6128         return 0;
6129 }
6130
6131 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6132
6133 static int __migrate_task_irq(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
6134 {
6135         int ret;
6136
6137         local_irq_disable();
6138         ret = __migrate_task(p, src_cpu, dest_cpu);
6139         local_irq_enable();
6140         return ret;
6141 }
6142
6143 /*
6144  * Figure out where task on dead CPU should go, use force if necessary.
6145  * NOTE: interrupts should be disabled by the caller
6146  */
6147 static void move_task_off_dead_cpu(int dead_cpu, struct task_struct *p)
6148 {
6149         unsigned long flags;
6150         cpumask_t mask;
6151         struct rq *rq;
6152         int dest_cpu;
6153
6154         do {
6155                 /* On same node? */
6156                 mask = node_to_cpumask(cpu_to_node(dead_cpu));
6157                 cpus_and(mask, mask, p->cpus_allowed);
6158                 dest_cpu = any_online_cpu(mask);
6159
6160                 /* On any allowed CPU? */
6161                 if (dest_cpu >= nr_cpu_ids)
6162                         dest_cpu = any_online_cpu(p->cpus_allowed);
6163
6164                 /* No more Mr. Nice Guy. */
6165                 if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
6166                         cpumask_t cpus_allowed;
6167
6168                         cpuset_cpus_allowed_locked(p, &cpus_allowed);
6169                         /*
6170                          * Try to stay on the same cpuset, where the
6171                          * current cpuset may be a subset of all cpus.
6172                          * The cpuset_cpus_allowed_locked() variant of
6173                          * cpuset_cpus_allowed() will not block. It must be
6174                          * called within calls to cpuset_lock/cpuset_unlock.
6175                          */
6176                         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6177                         p->cpus_allowed = cpus_allowed;
6178                         dest_cpu = any_online_cpu(p->cpus_allowed);
6179                         task_rq_unlock(rq, &flags);
6180
6181                         /*
6182                          * Don't tell them about moving exiting tasks or
6183                          * kernel threads (both mm NULL), since they never
6184                          * leave kernel.
6185                          */
6186                         if (p->mm && printk_ratelimit()) {
6187                                 printk(KERN_INFO "process %d (%s) no "
6188                                        "longer affine to cpu%d\n",
6189                                         task_pid_nr(p), p->comm, dead_cpu);
6190                         }
6191                 }
6192         } while (!__migrate_task_irq(p, dead_cpu, dest_cpu));
6193 }
6194
6195 /*
6196  * While a dead CPU has no uninterruptible tasks queued at this point,
6197  * it might still have a nonzero ->nr_uninterruptible counter, because
6198  * for performance reasons the counter is not stricly tracking tasks to
6199  * their home CPUs. So we just add the counter to another CPU's counter,
6200  * to keep the global sum constant after CPU-down:
6201  */
6202 static void migrate_nr_uninterruptible(struct rq *rq_src)
6203 {
6204         struct rq *rq_dest = cpu_rq(any_online_cpu(*CPU_MASK_ALL_PTR));
6205         unsigned long flags;
6206
6207         local_irq_save(flags);
6208         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
6209         rq_dest->nr_uninterruptible += rq_src->nr_uninterruptible;
6210         rq_src->nr_uninterruptible = 0;
6211         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
6212         local_irq_restore(flags);
6213 }
6214
6215 /* Run through task list and migrate tasks from the dead cpu. */
6216 static void migrate_live_tasks(int src_cpu)
6217 {
6218         struct task_struct *p, *t;
6219
6220         read_lock(&tasklist_lock);
6221
6222         do_each_thread(t, p) {
6223                 if (p == current)
6224                         continue;
6225
6226                 if (task_cpu(p) == src_cpu)
6227                         move_task_off_dead_cpu(src_cpu, p);
6228         } while_each_thread(t, p);
6229
6230         read_unlock(&tasklist_lock);
6231 }
6232
6233 /*
6234  * Schedules idle task to be the next runnable task on current CPU.
6235  * It does so by boosting its priority to highest possible.
6236  * Used by CPU offline code.
6237  */
6238 void sched_idle_next(void)
6239 {
6240         int this_cpu = smp_processor_id();
6241         struct rq *rq = cpu_rq(this_cpu);
6242         struct task_struct *p = rq->idle;
6243         unsigned long flags;
6244
6245         /* cpu has to be offline */
6246         BUG_ON(cpu_online(this_cpu));
6247
6248         /*
6249          * Strictly not necessary since rest of the CPUs are stopped by now
6250          * and interrupts disabled on the current cpu.
6251          */
6252         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6253
6254         __setscheduler(rq, p, SCHED_FIFO, MAX_RT_PRIO-1);
6255
6256         update_rq_clock(rq);
6257         activate_task(rq, p, 0);
6258
6259         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6260 }
6261
6262 /*
6263  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
6264  * offline.
6265  */
6266 void idle_task_exit(void)
6267 {
6268         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6269
6270         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6271
6272         if (mm != &init_mm)
6273                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6274         mmdrop(mm);
6275 }
6276
6277 /* called under rq->lock with disabled interrupts */
6278 static void migrate_dead(unsigned int dead_cpu, struct task_struct *p)
6279 {
6280         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
6281
6282         /* Must be exiting, otherwise would be on tasklist. */
6283         BUG_ON(!p->exit_state);
6284
6285         /* Cannot have done final schedule yet: would have vanished. */
6286         BUG_ON(p->state == TASK_DEAD);
6287
6288         get_task_struct(p);
6289
6290         /*
6291          * Drop lock around migration; if someone else moves it,
6292          * that's OK. No task can be added to this CPU, so iteration is
6293          * fine.
6294          */
6295         spin_unlock_irq(&rq->lock);
6296         move_task_off_dead_cpu(dead_cpu, p);
6297         spin_lock_irq(&rq->lock);
6298
6299         put_task_struct(p);
6300 }
6301
6302 /* release_task() removes task from tasklist, so we won't find dead tasks. */
6303 static void migrate_dead_tasks(unsigned int dead_cpu)
6304 {
6305         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
6306         struct task_struct *next;
6307
6308         for ( ; ; ) {
6309                 if (!rq->nr_running)
6310                         break;
6311                 update_rq_clock(rq);
6312                 next = pick_next_task(rq, rq->curr);
6313                 if (!next)
6314                         break;
6315                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6316                 migrate_dead(dead_cpu, next);
6317
6318         }
6319 }
6320 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6321
6322 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
6323
6324 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
6325         {
6326                 .procname       = "sched_domain",
6327                 .mode           = 0555,
6328         },
6329         {0, },
6330 };
6331
6332 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
6333         {
6334                 .ctl_name       = CTL_KERN,
6335                 .procname       = "kernel",
6336                 .mode           = 0555,
6337                 .child          = sd_ctl_dir,
6338         },
6339         {0, },
6340 };
6341
6342 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
6343 {
6344         struct ctl_table *entry =
6345                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
6346
6347         return entry;
6348 }
6349
6350 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
6351 {
6352         struct ctl_table *entry;
6353
6354         /*
6355          * In the intermediate directories, both the child directory and
6356          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
6357          * will always be set. In the lowest directory the names are
6358          * static strings and all have proc handlers.
6359          */
6360         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
6361                 if (entry->child)
6362                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
6363                 if (entry->proc_handler == NULL)
6364                         kfree(entry->procname);
6365         }
6366
6367         kfree(*tablep);
6368         *tablep = NULL;
6369 }
6370
6371 static void
6372 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
6373                 const char *procname, void *data, int maxlen,
6374                 mode_t mode, proc_handler *proc_handler)
6375 {
6376         entry->procname = procname;
6377         entry->data = data;
6378         entry->maxlen = maxlen;
6379         entry->mode = mode;
6380         entry->proc_handler = proc_handler;
6381 }
6382
6383 static struct ctl_table *
6384 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
6385 {
6386         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
6387
6388         if (table == NULL)
6389                 return NULL;
6390
6391         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
6392                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
6393         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
6394                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
6395         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
6396                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6397         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
6398                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6399         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
6400                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6401         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
6402                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6403         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
6404                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6405         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
6406                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6407         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
6408                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6409         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
6410                 &sd->cache_nice_tries,
6411                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6412         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
6413                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6414         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
6415                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring);
6416         /* &table[12] is terminator */
6417
6418         return table;
6419 }
6420
6421 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
6422 {
6423         struct ctl_table *entry, *table;
6424         struct sched_domain *sd;
6425         int domain_num = 0, i;
6426         char buf[32];
6427
6428         for_each_domain(cpu, sd)
6429                 domain_num++;
6430         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
6431         if (table == NULL)
6432                 return NULL;
6433
6434         i = 0;
6435         for_each_domain(cpu, sd) {
6436                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
6437                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
6438                 entry->mode = 0555;
6439                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
6440                 entry++;
6441                 i++;
6442         }
6443         return table;
6444 }
6445
6446 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
6447 static void register_sched_domain_sysctl(void)
6448 {
6449         int i, cpu_num = num_online_cpus();
6450         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
6451         char buf[32];
6452
6453         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
6454         sd_ctl_dir[0].child = entry;
6455
6456         if (entry == NULL)
6457                 return;
6458
6459         for_each_online_cpu(i) {
6460                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
6461                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
6462                 entry->mode = 0555;
6463                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
6464                 entry++;
6465         }
6466
6467         WARN_ON(sd_sysctl_header);
6468         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
6469 }
6470
6471 /* may be called multiple times per register */
6472 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
6473 {
6474         if (sd_sysctl_header)
6475                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
6476         sd_sysctl_header = NULL;
6477         if (sd_ctl_dir[0].child)
6478                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
6479 }
6480 #else
6481 static void register_sched_domain_sysctl(void)
6482 {
6483 }
6484 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
6485 {
6486 }
6487 #endif
6488
6489 static void set_rq_online(struct rq *rq)
6490 {
6491         if (!rq->online) {
6492                 const struct sched_class *class;
6493
6494                 cpu_set(rq->cpu, rq->rd->online);
6495                 rq->online = 1;
6496
6497                 for_each_class(class) {
6498                         if (class->rq_online)
6499                                 class->rq_online(rq);
6500                 }
6501         }
6502 }
6503
6504 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
6505 {
6506         if (rq->online) {
6507                 const struct sched_class *class;
6508
6509                 for_each_class(class) {
6510                         if (class->rq_offline)
6511                                 class->rq_offline(rq);
6512                 }
6513
6514                 cpu_clear(rq->cpu, rq->rd->online);
6515                 rq->online = 0;
6516         }
6517 }
6518
6519 /*
6520  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
6521  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
6522  */
6523 static int __cpuinit
6524 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
6525 {
6526         struct task_struct *p;
6527         int cpu = (long)hcpu;
6528         unsigned long flags;
6529         struct rq *rq;
6530
6531         switch (action) {
6532
6533         case CPU_UP_PREPARE:
6534         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
6535                 p = kthread_create(migration_thread, hcpu, "migration/%d", cpu);
6536                 if (IS_ERR(p))
6537                         return NOTIFY_BAD;
6538                 kthread_bind(p, cpu);
6539                 /* Must be high prio: stop_machine expects to yield to it. */
6540                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
6541                 __setscheduler(rq, p, SCHED_FIFO, MAX_RT_PRIO-1);
6542                 task_rq_unlock(rq, &flags);
6543                 cpu_rq(cpu)->migration_thread = p;
6544                 break;
6545
6546         case CPU_ONLINE:
6547         case CPU_ONLINE_FROZEN:
6548                 /* Strictly unnecessary, as first user will wake it. */
6549                 wake_up_process(cpu_rq(cpu)->migration_thread);
6550
6551                 /* Update our root-domain */
6552                 rq = cpu_rq(cpu);
6553                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6554                 if (rq->rd) {
6555                         BUG_ON(!cpu_isset(cpu, rq->rd->span));
6556
6557                         set_rq_online(rq);
6558                 }
6559                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6560                 break;
6561
6562 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6563         case CPU_UP_CANCELED:
6564         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
6565                 if (!cpu_rq(cpu)->migration_thread)
6566                         break;
6567                 /* Unbind it from offline cpu so it can run. Fall thru. */
6568                 kthread_bind(cpu_rq(cpu)->migration_thread,
6569                              any_online_cpu(cpu_online_map));
6570                 kthread_stop(cpu_rq(cpu)->migration_thread);
6571                 cpu_rq(cpu)->migration_thread = NULL;
6572                 break;
6573
6574         case CPU_DEAD:
6575         case CPU_DEAD_FROZEN:
6576                 cpuset_lock(); /* around calls to cpuset_cpus_allowed_lock() */
6577                 migrate_live_tasks(cpu);
6578                 rq = cpu_rq(cpu);
6579                 kthread_stop(rq->migration_thread);
6580                 rq->migration_thread = NULL;
6581                 /* Idle task back to normal (off runqueue, low prio) */
6582                 spin_lock_irq(&rq->lock);
6583                 update_rq_clock(rq);
6584                 deactivate_task(rq, rq->idle, 0);
6585                 rq->idle->static_prio = MAX_PRIO;
6586                 __setscheduler(rq, rq->idle, SCHED_NORMAL, 0);
6587                 rq->idle->sched_class = &idle_sched_class;
6588                 migrate_dead_tasks(cpu);
6589                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
6590                 cpuset_unlock();
6591                 migrate_nr_uninterruptible(rq);
6592                 BUG_ON(rq->nr_running != 0);
6593
6594                 /*
6595                  * No need to migrate the tasks: it was best-effort if
6596                  * they didn't take sched_hotcpu_mutex. Just wake up
6597                  * the requestors.
6598                  */
6599                 spin_lock_irq(&rq->lock);
6600                 while (!list_empty(&rq->migration_queue)) {
6601                         struct migration_req *req;
6602
6603                         req = list_entry(rq->migration_queue.next,
6604                                          struct migration_req, list);
6605                         list_del_init(&req->list);
6606                         spin_unlock_irq(&rq->lock);
6607                         complete(&req->done);
6608                         spin_lock_irq(&rq->lock);
6609                 }
6610                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
6611                 break;
6612
6613         case CPU_DYING:
6614         case CPU_DYING_FROZEN:
6615                 /* Update our root-domain */
6616                 rq = cpu_rq(cpu);
6617                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6618                 if (rq->rd) {
6619                         BUG_ON(!cpu_isset(cpu, rq->rd->span));
6620                         set_rq_offline(rq);
6621                 }
6622                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6623                 break;
6624 #endif
6625         }
6626         return NOTIFY_OK;
6627 }
6628
6629 /* Register at highest priority so that task migration (migrate_all_tasks)
6630  * happens before everything else.
6631  */
6632 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
6633         .notifier_call = migration_call,
6634         .priority = 10
6635 };
6636
6637 static int __init migration_init(void)
6638 {
6639         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
6640         int err;
6641
6642         /* Start one for the boot CPU: */
6643         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
6644         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
6645         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
6646         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
6647
6648         return err;
6649 }
6650 early_initcall(migration_init);
6651 #endif
6652
6653 #ifdef CONFIG_SMP
6654
6655 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6656
6657 static inline const char *sd_level_to_string(enum sched_domain_level lvl)
6658 {
6659         switch (lvl) {
6660         case SD_LV_NONE:
6661                         return "NONE";
6662         case SD_LV_SIBLING:
6663                         return "SIBLING";
6664         case SD_LV_MC:
6665                         return "MC";
6666         case SD_LV_CPU:
6667                         return "CPU";
6668         case SD_LV_NODE:
6669                         return "NODE";
6670         case SD_LV_ALLNODES:
6671                         return "ALLNODES";
6672         case SD_LV_MAX:
6673                         return "MAX";
6674
6675         }
6676         return "MAX";
6677 }
6678
6679 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
6680                                   cpumask_t *groupmask)
6681 {
6682         struct sched_group *group = sd->groups;
6683         char str[256];
6684
6685         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sd->span);
6686         cpus_clear(*groupmask);
6687
6688         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
6689
6690         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
6691                 printk("does not load-balance\n");
6692                 if (sd->parent)
6693                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
6694                                         " has parent");
6695                 return -1;
6696         }
6697
6698         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n",
6699                 str, sd_level_to_string(sd->level));
6700
6701         if (!cpu_isset(cpu, sd->span)) {
6702                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
6703                                 "CPU%d\n", cpu);
6704         }
6705         if (!cpu_isset(cpu, group->cpumask)) {
6706                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
6707                                 " CPU%d\n", cpu);
6708         }
6709
6710         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
6711         do {
6712                 if (!group) {
6713                         printk("\n");
6714                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
6715                         break;
6716                 }
6717
6718                 if (!group->__cpu_power) {
6719                         printk(KERN_CONT "\n");
6720                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
6721                                         "set\n");
6722                         break;
6723                 }
6724
6725                 if (!cpus_weight(group->cpumask)) {
6726                         printk(KERN_CONT "\n");
6727                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
6728                         break;
6729                 }
6730
6731                 if (cpus_intersects(*groupmask, group->cpumask)) {
6732                         printk(KERN_CONT "\n");
6733                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
6734                         break;
6735                 }
6736
6737                 cpus_or(*groupmask, *groupmask, group->cpumask);
6738
6739                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), group->cpumask);
6740                 printk(KERN_CONT " %s", str);
6741
6742                 group = group->next;
6743         } while (group != sd->groups);
6744         printk(KERN_CONT "\n");
6745
6746         if (!cpus_equal(sd->span, *groupmask))
6747                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
6748
6749         if (sd->parent && !cpus_subset(*groupmask, sd->parent->span))
6750                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
6751                         "of domain->span\n");
6752         return 0;
6753 }
6754
6755 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
6756 {
6757         cpumask_t *groupmask;
6758         int level = 0;
6759
6760         if (!sd) {
6761                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
6762                 return;
6763         }
6764
6765         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
6766
6767         groupmask = kmalloc(sizeof(cpumask_t), GFP_KERNEL);
6768         if (!groupmask) {
6769                 printk(KERN_DEBUG "Cannot load-balance (out of memory)\n");
6770                 return;
6771         }
6772
6773         for (;;) {
6774                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, groupmask))
6775                         break;
6776                 level++;
6777                 sd = sd->parent;
6778                 if (!sd)
6779                         break;
6780         }
6781         kfree(groupmask);
6782 }
6783 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
6784 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
6785 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
6786
6787 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
6788 {
6789         if (cpus_weight(sd->span) == 1)
6790                 return 1;
6791
6792         /* Following flags need at least 2 groups */
6793         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
6794                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
6795                          SD_BALANCE_FORK |
6796                          SD_BALANCE_EXEC |
6797                          SD_SHARE_CPUPOWER |
6798                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
6799                 if (sd->groups != sd->groups->next)
6800                         return 0;
6801         }
6802
6803         /* Following flags don't use groups */
6804         if (sd->flags & (SD_WAKE_IDLE |
6805                          SD_WAKE_AFFINE |
6806                          SD_WAKE_BALANCE))
6807                 return 0;
6808
6809         return 1;
6810 }
6811
6812 static int
6813 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
6814 {
6815         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
6816
6817         if (sd_degenerate(parent))
6818                 return 1;
6819
6820         if (!cpus_equal(sd->span, parent->span))
6821                 return 0;
6822
6823         /* Does parent contain flags not in child? */
6824         /* WAKE_BALANCE is a subset of WAKE_AFFINE */
6825         if (cflags & SD_WAKE_AFFINE)
6826                 pflags &= ~SD_WAKE_BALANCE;
6827         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
6828         if (parent->groups == parent->groups->next) {
6829                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |