sched: Fix memory leak in two error corner cases
[linux-2.6.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <linux/smp_lock.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/perf_event.h>
43 #include <linux/security.h>
44 #include <linux/notifier.h>
45 #include <linux/profile.h>
46 #include <linux/freezer.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/blkdev.h>
49 #include <linux/delay.h>
50 #include <linux/pid_namespace.h>
51 #include <linux/smp.h>
52 #include <linux/threads.h>
53 #include <linux/timer.h>
54 #include <linux/rcupdate.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/cpuset.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/kthread.h>
59 #include <linux/proc_fs.h>
60 #include <linux/seq_file.h>
61 #include <linux/sysctl.h>
62 #include <linux/syscalls.h>
63 #include <linux/times.h>
64 #include <linux/tsacct_kern.h>
65 #include <linux/kprobes.h>
66 #include <linux/delayacct.h>
67 #include <linux/unistd.h>
68 #include <linux/pagemap.h>
69 #include <linux/hrtimer.h>
70 #include <linux/tick.h>
71 #include <linux/debugfs.h>
72 #include <linux/ctype.h>
73 #include <linux/ftrace.h>
74
75 #include <asm/tlb.h>
76 #include <asm/irq_regs.h>
77
78 #include "sched_cpupri.h"
79
80 #define CREATE_TRACE_POINTS
81 #include <trace/events/sched.h>
82
83 /*
84  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
85  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
86  * and back.
87  */
88 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
89 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
90 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
91
92 /*
93  * 'User priority' is the nice value converted to something we
94  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
95  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
96  */
97 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
98 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
99 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
100
101 /*
102  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
103  */
104 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
105
106 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
107 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
108
109 /*
110  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
111  *
112  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
113  * Timeslices get refilled after they expire.
114  */
115 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
116
117 /*
118  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
119  */
120 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
121
122 static inline int rt_policy(int policy)
123 {
124         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
125                 return 1;
126         return 0;
127 }
128
129 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
130 {
131         return rt_policy(p->policy);
132 }
133
134 /*
135  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
136  */
137 struct rt_prio_array {
138         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
139         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
140 };
141
142 struct rt_bandwidth {
143         /* nests inside the rq lock: */
144         spinlock_t              rt_runtime_lock;
145         ktime_t                 rt_period;
146         u64                     rt_runtime;
147         struct hrtimer          rt_period_timer;
148 };
149
150 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
151
152 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
153
154 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
155 {
156         struct rt_bandwidth *rt_b =
157                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
158         ktime_t now;
159         int overrun;
160         int idle = 0;
161
162         for (;;) {
163                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
164                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
165
166                 if (!overrun)
167                         break;
168
169                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
170         }
171
172         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
173 }
174
175 static
176 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
177 {
178         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
179         rt_b->rt_runtime = runtime;
180
181         spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
182
183         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
184                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
185         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
186 }
187
188 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
189 {
190         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
191 }
192
193 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
194 {
195         ktime_t now;
196
197         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
198                 return;
199
200         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
201                 return;
202
203         spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
204         for (;;) {
205                 unsigned long delta;
206                 ktime_t soft, hard;
207
208                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
209                         break;
210
211                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
212                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
213
214                 soft = hrtimer_get_softexpires(&rt_b->rt_period_timer);
215                 hard = hrtimer_get_expires(&rt_b->rt_period_timer);
216                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
217                 __hrtimer_start_range_ns(&rt_b->rt_period_timer, soft, delta,
218                                 HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
219         }
220         spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
221 }
222
223 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
224 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
225 {
226         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
227 }
228 #endif
229
230 /*
231  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
232  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
233  */
234 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
235
236 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
237
238 #include <linux/cgroup.h>
239
240 struct cfs_rq;
241
242 static LIST_HEAD(task_groups);
243
244 /* task group related information */
245 struct task_group {
246 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
247         struct cgroup_subsys_state css;
248 #endif
249
250 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
251         uid_t uid;
252 #endif
253
254 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
255         /* schedulable entities of this group on each cpu */
256         struct sched_entity **se;
257         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
258         struct cfs_rq **cfs_rq;
259         unsigned long shares;
260 #endif
261
262 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
263         struct sched_rt_entity **rt_se;
264         struct rt_rq **rt_rq;
265
266         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
267 #endif
268
269         struct rcu_head rcu;
270         struct list_head list;
271
272         struct task_group *parent;
273         struct list_head siblings;
274         struct list_head children;
275 };
276
277 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
278
279 /* Helper function to pass uid information to create_sched_user() */
280 void set_tg_uid(struct user_struct *user)
281 {
282         user->tg->uid = user->uid;
283 }
284
285 /*
286  * Root task group.
287  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
288  *      be a child to this group.
289  */
290 struct task_group root_task_group;
291
292 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
293 /* Default task group's sched entity on each cpu */
294 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
295 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
296 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct cfs_rq, init_tg_cfs_rq);
297 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
298
299 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
300 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
301 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rt_rq, init_rt_rq);
302 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
303 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
304 #define root_task_group init_task_group
305 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
306
307 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
308  * a task group's cpu shares.
309  */
310 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
311
312 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
313
314 #ifdef CONFIG_SMP
315 static int root_task_group_empty(void)
316 {
317         return list_empty(&root_task_group.children);
318 }
319 #endif
320
321 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
322 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
323 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
324 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
325 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
326
327 /*
328  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
329  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
330  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
331  * too large, so as the shares value of a task group.
332  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
333  *  limitation from this.)
334  */
335 #define MIN_SHARES      2
336 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
337
338 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
339 #endif
340
341 /* Default task group.
342  *      Every task in system belong to this group at bootup.
343  */
344 struct task_group init_task_group;
345
346 /* return group to which a task belongs */
347 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
348 {
349         struct task_group *tg;
350
351 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
352         rcu_read_lock();
353         tg = __task_cred(p)->user->tg;
354         rcu_read_unlock();
355 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
356         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
357                                 struct task_group, css);
358 #else
359         tg = &init_task_group;
360 #endif
361         return tg;
362 }
363
364 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
365 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
366 {
367 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
368         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
369         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
370 #endif
371
372 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
373         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
374         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
375 #endif
376 }
377
378 #else
379
380 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
381 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
382 {
383         return NULL;
384 }
385
386 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
387
388 /* CFS-related fields in a runqueue */
389 struct cfs_rq {
390         struct load_weight load;
391         unsigned long nr_running;
392
393         u64 exec_clock;
394         u64 min_vruntime;
395
396         struct rb_root tasks_timeline;
397         struct rb_node *rb_leftmost;
398
399         struct list_head tasks;
400         struct list_head *balance_iterator;
401
402         /*
403          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
404          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
405          */
406         struct sched_entity *curr, *next, *last;
407
408         unsigned int nr_spread_over;
409
410 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
411         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
412
413         /*
414          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
415          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
416          * (like users, containers etc.)
417          *
418          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
419          * list is used during load balance.
420          */
421         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
422         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
423
424 #ifdef CONFIG_SMP
425         /*
426          * the part of load.weight contributed by tasks
427          */
428         unsigned long task_weight;
429
430         /*
431          *   h_load = weight * f(tg)
432          *
433          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
434          * this group.
435          */
436         unsigned long h_load;
437
438         /*
439          * this cpu's part of tg->shares
440          */
441         unsigned long shares;
442
443         /*
444          * load.weight at the time we set shares
445          */
446         unsigned long rq_weight;
447 #endif
448 #endif
449 };
450
451 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
452 struct rt_rq {
453         struct rt_prio_array active;
454         unsigned long rt_nr_running;
455 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
456         struct {
457                 int curr; /* highest queued rt task prio */
458 #ifdef CONFIG_SMP
459                 int next; /* next highest */
460 #endif
461         } highest_prio;
462 #endif
463 #ifdef CONFIG_SMP
464         unsigned long rt_nr_migratory;
465         unsigned long rt_nr_total;
466         int overloaded;
467         struct plist_head pushable_tasks;
468 #endif
469         int rt_throttled;
470         u64 rt_time;
471         u64 rt_runtime;
472         /* Nests inside the rq lock: */
473         spinlock_t rt_runtime_lock;
474
475 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
476         unsigned long rt_nr_boosted;
477
478         struct rq *rq;
479         struct list_head leaf_rt_rq_list;
480         struct task_group *tg;
481         struct sched_rt_entity *rt_se;
482 #endif
483 };
484
485 #ifdef CONFIG_SMP
486
487 /*
488  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
489  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
490  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
491  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
492  * object.
493  *
494  */
495 struct root_domain {
496         atomic_t refcount;
497         cpumask_var_t span;
498         cpumask_var_t online;
499
500         /*
501          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
502          * one runnable RT task.
503          */
504         cpumask_var_t rto_mask;
505         atomic_t rto_count;
506 #ifdef CONFIG_SMP
507         struct cpupri cpupri;
508 #endif
509 };
510
511 /*
512  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
513  * members (mimicking the global state we have today).
514  */
515 static struct root_domain def_root_domain;
516
517 #endif
518
519 /*
520  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
521  *
522  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
523  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
524  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
525  */
526 struct rq {
527         /* runqueue lock: */
528         spinlock_t lock;
529
530         /*
531          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
532          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
533          */
534         unsigned long nr_running;
535         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
536         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
537 #ifdef CONFIG_NO_HZ
538         unsigned char in_nohz_recently;
539 #endif
540         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
541         struct load_weight load;
542         unsigned long nr_load_updates;
543         u64 nr_switches;
544
545         struct cfs_rq cfs;
546         struct rt_rq rt;
547
548 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
549         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
550         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
551 #endif
552 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
553         struct list_head leaf_rt_rq_list;
554 #endif
555
556         /*
557          * This is part of a global counter where only the total sum
558          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
559          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
560          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
561          */
562         unsigned long nr_uninterruptible;
563
564         struct task_struct *curr, *idle;
565         unsigned long next_balance;
566         struct mm_struct *prev_mm;
567
568         u64 clock;
569
570         atomic_t nr_iowait;
571
572 #ifdef CONFIG_SMP
573         struct root_domain *rd;
574         struct sched_domain *sd;
575
576         unsigned char idle_at_tick;
577         /* For active balancing */
578         int post_schedule;
579         int active_balance;
580         int push_cpu;
581         /* cpu of this runqueue: */
582         int cpu;
583         int online;
584
585         unsigned long avg_load_per_task;
586
587         struct task_struct *migration_thread;
588         struct list_head migration_queue;
589
590         u64 rt_avg;
591         u64 age_stamp;
592         u64 idle_stamp;
593         u64 avg_idle;
594 #endif
595
596         /* calc_load related fields */
597         unsigned long calc_load_update;
598         long calc_load_active;
599
600 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
601 #ifdef CONFIG_SMP
602         int hrtick_csd_pending;
603         struct call_single_data hrtick_csd;
604 #endif
605         struct hrtimer hrtick_timer;
606 #endif
607
608 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
609         /* latency stats */
610         struct sched_info rq_sched_info;
611         unsigned long long rq_cpu_time;
612         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
613
614         /* sys_sched_yield() stats */
615         unsigned int yld_count;
616
617         /* schedule() stats */
618         unsigned int sched_switch;
619         unsigned int sched_count;
620         unsigned int sched_goidle;
621
622         /* try_to_wake_up() stats */
623         unsigned int ttwu_count;
624         unsigned int ttwu_local;
625
626         /* BKL stats */
627         unsigned int bkl_count;
628 #endif
629 };
630
631 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
632
633 static inline
634 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
635 {
636         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
637 }
638
639 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
640 {
641 #ifdef CONFIG_SMP
642         return rq->cpu;
643 #else
644         return 0;
645 #endif
646 }
647
648 /*
649  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
650  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
651  *
652  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
653  * preempt-disabled sections.
654  */
655 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
656         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
657
658 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
659 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
660 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
661 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
662 #define raw_rq()                (&__raw_get_cpu_var(runqueues))
663
664 inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
665 {
666         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
667 }
668
669 /*
670  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
671  */
672 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
673 # define const_debug __read_mostly
674 #else
675 # define const_debug static const
676 #endif
677
678 /**
679  * runqueue_is_locked
680  * @cpu: the processor in question.
681  *
682  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
683  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
684  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
685  */
686 int runqueue_is_locked(int cpu)
687 {
688         return spin_is_locked(&cpu_rq(cpu)->lock);
689 }
690
691 /*
692  * Debugging: various feature bits
693  */
694
695 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
696         __SCHED_FEAT_##name ,
697
698 enum {
699 #include "sched_features.h"
700 };
701
702 #undef SCHED_FEAT
703
704 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
705         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
706
707 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
708 #include "sched_features.h"
709         0;
710
711 #undef SCHED_FEAT
712
713 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
714 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
715         #name ,
716
717 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
718 #include "sched_features.h"
719         NULL
720 };
721
722 #undef SCHED_FEAT
723
724 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
725 {
726         int i;
727
728         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
729                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
730                         seq_puts(m, "NO_");
731                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
732         }
733         seq_puts(m, "\n");
734
735         return 0;
736 }
737
738 static ssize_t
739 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
740                 size_t cnt, loff_t *ppos)
741 {
742         char buf[64];
743         char *cmp = buf;
744         int neg = 0;
745         int i;
746
747         if (cnt > 63)
748                 cnt = 63;
749
750         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
751                 return -EFAULT;
752
753         buf[cnt] = 0;
754
755         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
756                 neg = 1;
757                 cmp += 3;
758         }
759
760         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
761                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
762
763                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
764                         if (neg)
765                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
766                         else
767                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
768                         break;
769                 }
770         }
771
772         if (!sched_feat_names[i])
773                 return -EINVAL;
774
775         *ppos += cnt;
776
777         return cnt;
778 }
779
780 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
781 {
782         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
783 }
784
785 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
786         .open           = sched_feat_open,
787         .write          = sched_feat_write,
788         .read           = seq_read,
789         .llseek         = seq_lseek,
790         .release        = single_release,
791 };
792
793 static __init int sched_init_debug(void)
794 {
795         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
796                         &sched_feat_fops);
797
798         return 0;
799 }
800 late_initcall(sched_init_debug);
801
802 #endif
803
804 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
805
806 /*
807  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
808  * Limited because this is done with IRQs disabled.
809  */
810 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
811
812 /*
813  * ratelimit for updating the group shares.
814  * default: 0.25ms
815  */
816 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
817 unsigned int normalized_sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
818
819 /*
820  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
821  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
822  * default: 4
823  */
824 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
825
826 /*
827  * period over which we average the RT time consumption, measured
828  * in ms.
829  *
830  * default: 1s
831  */
832 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
833
834 /*
835  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
836  * default: 1s
837  */
838 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
839
840 static __read_mostly int scheduler_running;
841
842 /*
843  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
844  * default: 0.95s
845  */
846 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
847
848 static inline u64 global_rt_period(void)
849 {
850         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
851 }
852
853 static inline u64 global_rt_runtime(void)
854 {
855         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
856                 return RUNTIME_INF;
857
858         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
859 }
860
861 #ifndef prepare_arch_switch
862 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
863 #endif
864 #ifndef finish_arch_switch
865 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
866 #endif
867
868 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
869 {
870         return rq->curr == p;
871 }
872
873 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
874 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
875 {
876         return task_current(rq, p);
877 }
878
879 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
880 {
881 }
882
883 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
884 {
885 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
886         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
887         rq->lock.owner = current;
888 #endif
889         /*
890          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
891          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
892          * prev into current:
893          */
894         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
895
896         spin_unlock_irq(&rq->lock);
897 }
898
899 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
900 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
901 {
902 #ifdef CONFIG_SMP
903         return p->oncpu;
904 #else
905         return task_current(rq, p);
906 #endif
907 }
908
909 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
910 {
911 #ifdef CONFIG_SMP
912         /*
913          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
914          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
915          * here.
916          */
917         next->oncpu = 1;
918 #endif
919 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
920         spin_unlock_irq(&rq->lock);
921 #else
922         spin_unlock(&rq->lock);
923 #endif
924 }
925
926 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
927 {
928 #ifdef CONFIG_SMP
929         /*
930          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
931          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
932          * finished.
933          */
934         smp_wmb();
935         prev->oncpu = 0;
936 #endif
937 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
938         local_irq_enable();
939 #endif
940 }
941 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
942
943 /*
944  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
945  * Must be called interrupts disabled.
946  */
947 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
948         __acquires(rq->lock)
949 {
950         for (;;) {
951                 struct rq *rq = task_rq(p);
952                 spin_lock(&rq->lock);
953                 if (likely(rq == task_rq(p)))
954                         return rq;
955                 spin_unlock(&rq->lock);
956         }
957 }
958
959 /*
960  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
961  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
962  * explicitly disabling preemption.
963  */
964 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
965         __acquires(rq->lock)
966 {
967         struct rq *rq;
968
969         for (;;) {
970                 local_irq_save(*flags);
971                 rq = task_rq(p);
972                 spin_lock(&rq->lock);
973                 if (likely(rq == task_rq(p)))
974                         return rq;
975                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
976         }
977 }
978
979 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
980 {
981         struct rq *rq = task_rq(p);
982
983         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
984         spin_unlock_wait(&rq->lock);
985 }
986
987 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
988         __releases(rq->lock)
989 {
990         spin_unlock(&rq->lock);
991 }
992
993 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
994         __releases(rq->lock)
995 {
996         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
997 }
998
999 /*
1000  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1001  */
1002 static struct rq *this_rq_lock(void)
1003         __acquires(rq->lock)
1004 {
1005         struct rq *rq;
1006
1007         local_irq_disable();
1008         rq = this_rq();
1009         spin_lock(&rq->lock);
1010
1011         return rq;
1012 }
1013
1014 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1015 /*
1016  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1017  *
1018  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1019  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1020  * reschedule event.
1021  *
1022  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1023  * rq->lock.
1024  */
1025
1026 /*
1027  * Use hrtick when:
1028  *  - enabled by features
1029  *  - hrtimer is actually high res
1030  */
1031 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1032 {
1033         if (!sched_feat(HRTICK))
1034                 return 0;
1035         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1036                 return 0;
1037         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1038 }
1039
1040 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1041 {
1042         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1043                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1044 }
1045
1046 /*
1047  * High-resolution timer tick.
1048  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1049  */
1050 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1051 {
1052         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1053
1054         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1055
1056         spin_lock(&rq->lock);
1057         update_rq_clock(rq);
1058         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1059         spin_unlock(&rq->lock);
1060
1061         return HRTIMER_NORESTART;
1062 }
1063
1064 #ifdef CONFIG_SMP
1065 /*
1066  * called from hardirq (IPI) context
1067  */
1068 static void __hrtick_start(void *arg)
1069 {
1070         struct rq *rq = arg;
1071
1072         spin_lock(&rq->lock);
1073         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1074         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1075         spin_unlock(&rq->lock);
1076 }
1077
1078 /*
1079  * Called to set the hrtick timer state.
1080  *
1081  * called with rq->lock held and irqs disabled
1082  */
1083 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1084 {
1085         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1086         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1087
1088         hrtimer_set_expires(timer, time);
1089
1090         if (rq == this_rq()) {
1091                 hrtimer_restart(timer);
1092         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1093                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1094                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1095         }
1096 }
1097
1098 static int
1099 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1100 {
1101         int cpu = (int)(long)hcpu;
1102
1103         switch (action) {
1104         case CPU_UP_CANCELED:
1105         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1106         case CPU_DOWN_PREPARE:
1107         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1108         case CPU_DEAD:
1109         case CPU_DEAD_FROZEN:
1110                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1111                 return NOTIFY_OK;
1112         }
1113
1114         return NOTIFY_DONE;
1115 }
1116
1117 static __init void init_hrtick(void)
1118 {
1119         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1120 }
1121 #else
1122 /*
1123  * Called to set the hrtick timer state.
1124  *
1125  * called with rq->lock held and irqs disabled
1126  */
1127 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1128 {
1129         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1130                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
1131 }
1132
1133 static inline void init_hrtick(void)
1134 {
1135 }
1136 #endif /* CONFIG_SMP */
1137
1138 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1139 {
1140 #ifdef CONFIG_SMP
1141         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1142
1143         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1144         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1145         rq->hrtick_csd.info = rq;
1146 #endif
1147
1148         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1149         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1150 }
1151 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1152 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1153 {
1154 }
1155
1156 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1157 {
1158 }
1159
1160 static inline void init_hrtick(void)
1161 {
1162 }
1163 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1164
1165 /*
1166  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1167  *
1168  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1169  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1170  * the target CPU.
1171  */
1172 #ifdef CONFIG_SMP
1173
1174 #ifndef tsk_is_polling
1175 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1176 #endif
1177
1178 static void resched_task(struct task_struct *p)
1179 {
1180         int cpu;
1181
1182         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1183
1184         if (test_tsk_need_resched(p))
1185                 return;
1186
1187         set_tsk_need_resched(p);
1188
1189         cpu = task_cpu(p);
1190         if (cpu == smp_processor_id())
1191                 return;
1192
1193         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1194         smp_mb();
1195         if (!tsk_is_polling(p))
1196                 smp_send_reschedule(cpu);
1197 }
1198
1199 static void resched_cpu(int cpu)
1200 {
1201         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1202         unsigned long flags;
1203
1204         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1205                 return;
1206         resched_task(cpu_curr(cpu));
1207         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1208 }
1209
1210 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1211 /*
1212  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1213  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1214  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1215  * idle system the next event might even be infinite time into the
1216  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1217  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1218  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1219  * wheel for the next timer event.
1220  */
1221 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1222 {
1223         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1224
1225         if (cpu == smp_processor_id())
1226                 return;
1227
1228         /*
1229          * This is safe, as this function is called with the timer
1230          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1231          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1232          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1233          * timer into account automatically.
1234          */
1235         if (rq->curr != rq->idle)
1236                 return;
1237
1238         /*
1239          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1240          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1241          * idle task through an additional NOOP schedule()
1242          */
1243         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1244
1245         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1246         smp_mb();
1247         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1248                 smp_send_reschedule(cpu);
1249 }
1250 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1251
1252 static u64 sched_avg_period(void)
1253 {
1254         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1255 }
1256
1257 static void sched_avg_update(struct rq *rq)
1258 {
1259         s64 period = sched_avg_period();
1260
1261         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
1262                 rq->age_stamp += period;
1263                 rq->rt_avg /= 2;
1264         }
1265 }
1266
1267 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1268 {
1269         rq->rt_avg += rt_delta;
1270         sched_avg_update(rq);
1271 }
1272
1273 #else /* !CONFIG_SMP */
1274 static void resched_task(struct task_struct *p)
1275 {
1276         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1277         set_tsk_need_resched(p);
1278 }
1279
1280 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1281 {
1282 }
1283 #endif /* CONFIG_SMP */
1284
1285 #if BITS_PER_LONG == 32
1286 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1287 #else
1288 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1289 #endif
1290
1291 #define WMULT_SHIFT     32
1292
1293 /*
1294  * Shift right and round:
1295  */
1296 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1297
1298 /*
1299  * delta *= weight / lw
1300  */
1301 static unsigned long
1302 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1303                 struct load_weight *lw)
1304 {
1305         u64 tmp;
1306
1307         if (!lw->inv_weight) {
1308                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1309                         lw->inv_weight = 1;
1310                 else
1311                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1312                                 / (lw->weight+1);
1313         }
1314
1315         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1316         /*
1317          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1318          */
1319         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1320                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1321                         WMULT_SHIFT/2);
1322         else
1323                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1324
1325         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1326 }
1327
1328 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1329 {
1330         lw->weight += inc;
1331         lw->inv_weight = 0;
1332 }
1333
1334 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1335 {
1336         lw->weight -= dec;
1337         lw->inv_weight = 0;
1338 }
1339
1340 /*
1341  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1342  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1343  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1344  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1345  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1346  * slice expiry etc.
1347  */
1348
1349 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1350 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1351
1352 /*
1353  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1354  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1355  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1356  * that remained on nice 0.
1357  *
1358  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1359  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1360  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1361  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1362  * the relative distance between them is ~25%.)
1363  */
1364 static const int prio_to_weight[40] = {
1365  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1366  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1367  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1368  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1369  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1370  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1371  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1372  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1373 };
1374
1375 /*
1376  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1377  *
1378  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1379  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1380  * into multiplications:
1381  */
1382 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1383  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1384  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1385  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1386  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1387  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1388  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1389  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1390  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1391 };
1392
1393 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1394
1395 /*
1396  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1397  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1398  * structures to the load-balancing proper:
1399  */
1400 struct rq_iterator {
1401         void *arg;
1402         struct task_struct *(*start)(void *);
1403         struct task_struct *(*next)(void *);
1404 };
1405
1406 #ifdef CONFIG_SMP
1407 static unsigned long
1408 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1409               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1410               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1411               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1412
1413 static int
1414 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1415                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1416                    struct rq_iterator *iterator);
1417 #endif
1418
1419 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1420 enum cpuacct_stat_index {
1421         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1422         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1423
1424         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1425 };
1426
1427 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1428 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1429 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1430                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1431 #else
1432 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1433 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1434                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1435 #endif
1436
1437 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1438 {
1439         update_load_add(&rq->load, load);
1440 }
1441
1442 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1443 {
1444         update_load_sub(&rq->load, load);
1445 }
1446
1447 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1448 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1449
1450 /*
1451  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1452  * leaving it for the final time.
1453  */
1454 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1455 {
1456         struct task_group *parent, *child;
1457         int ret;
1458
1459         rcu_read_lock();
1460         parent = &root_task_group;
1461 down:
1462         ret = (*down)(parent, data);
1463         if (ret)
1464                 goto out_unlock;
1465         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1466                 parent = child;
1467                 goto down;
1468
1469 up:
1470                 continue;
1471         }
1472         ret = (*up)(parent, data);
1473         if (ret)
1474                 goto out_unlock;
1475
1476         child = parent;
1477         parent = parent->parent;
1478         if (parent)
1479                 goto up;
1480 out_unlock:
1481         rcu_read_unlock();
1482
1483         return ret;
1484 }
1485
1486 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1487 {
1488         return 0;
1489 }
1490 #endif
1491
1492 #ifdef CONFIG_SMP
1493 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1494 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1495 {
1496         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1497 }
1498
1499 /*
1500  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
1501  * according to the scheduling class and "nice" value.
1502  *
1503  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
1504  * balance conservatively.
1505  */
1506 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
1507 {
1508         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1509         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1510
1511         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1512                 return total;
1513
1514         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
1515 }
1516
1517 /*
1518  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
1519  * according to the scheduling class and "nice" value.
1520  */
1521 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
1522 {
1523         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1524         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1525
1526         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1527                 return total;
1528
1529         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
1530 }
1531
1532 static struct sched_group *group_of(int cpu)
1533 {
1534         struct sched_domain *sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
1535
1536         if (!sd)
1537                 return NULL;
1538
1539         return sd->groups;
1540 }
1541
1542 static unsigned long power_of(int cpu)
1543 {
1544         struct sched_group *group = group_of(cpu);
1545
1546         if (!group)
1547                 return SCHED_LOAD_SCALE;
1548
1549         return group->cpu_power;
1550 }
1551
1552 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1553
1554 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1555 {
1556         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1557         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1558
1559         if (nr_running)
1560                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1561         else
1562                 rq->avg_load_per_task = 0;
1563
1564         return rq->avg_load_per_task;
1565 }
1566
1567 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1568
1569 static __read_mostly unsigned long *update_shares_data;
1570
1571 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1572
1573 /*
1574  * Calculate and set the cpu's group shares.
1575  */
1576 static void update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1577                                     unsigned long sd_shares,
1578                                     unsigned long sd_rq_weight,
1579                                     unsigned long *usd_rq_weight)
1580 {
1581         unsigned long shares, rq_weight;
1582         int boost = 0;
1583
1584         rq_weight = usd_rq_weight[cpu];
1585         if (!rq_weight) {
1586                 boost = 1;
1587                 rq_weight = NICE_0_LOAD;
1588         }
1589
1590         /*
1591          *             \Sum_j shares_j * rq_weight_i
1592          * shares_i =  -----------------------------
1593          *                  \Sum_j rq_weight_j
1594          */
1595         shares = (sd_shares * rq_weight) / sd_rq_weight;
1596         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1597
1598         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1599                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1600                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1601                 unsigned long flags;
1602
1603                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1604                 tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight = boost ? 0 : rq_weight;
1605                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = boost ? 0 : shares;
1606                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1607                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1608         }
1609 }
1610
1611 /*
1612  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1613  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1614  * parent group depends on the shares of its child groups.
1615  */
1616 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1617 {
1618         unsigned long weight, rq_weight = 0, sum_weight = 0, shares = 0;
1619         unsigned long *usd_rq_weight;
1620         struct sched_domain *sd = data;
1621         unsigned long flags;
1622         int i;
1623
1624         if (!tg->se[0])
1625                 return 0;
1626
1627         local_irq_save(flags);
1628         usd_rq_weight = per_cpu_ptr(update_shares_data, smp_processor_id());
1629
1630         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1631                 weight = tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1632                 usd_rq_weight[i] = weight;
1633
1634                 rq_weight += weight;
1635                 /*
1636                  * If there are currently no tasks on the cpu pretend there
1637                  * is one of average load so that when a new task gets to
1638                  * run here it will not get delayed by group starvation.
1639                  */
1640                 if (!weight)
1641                         weight = NICE_0_LOAD;
1642
1643                 sum_weight += weight;
1644                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1645         }
1646
1647         if (!rq_weight)
1648                 rq_weight = sum_weight;
1649
1650         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1651                 shares = tg->shares;
1652
1653         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1654                 shares = tg->shares;
1655
1656         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd))
1657                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight, usd_rq_weight);
1658
1659         local_irq_restore(flags);
1660
1661         return 0;
1662 }
1663
1664 /*
1665  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1666  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1667  * group is a fraction of its parents load.
1668  */
1669 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1670 {
1671         unsigned long load;
1672         long cpu = (long)data;
1673
1674         if (!tg->parent) {
1675                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1676         } else {
1677                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1678                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1679                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1680         }
1681
1682         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1683
1684         return 0;
1685 }
1686
1687 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1688 {
1689         s64 elapsed;
1690         u64 now;
1691
1692         if (root_task_group_empty())
1693                 return;
1694
1695         now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1696         elapsed = now - sd->last_update;
1697
1698         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1699                 sd->last_update = now;
1700                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1701         }
1702 }
1703
1704 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1705 {
1706         if (root_task_group_empty())
1707                 return;
1708
1709         spin_unlock(&rq->lock);
1710         update_shares(sd);
1711         spin_lock(&rq->lock);
1712 }
1713
1714 static void update_h_load(long cpu)
1715 {
1716         if (root_task_group_empty())
1717                 return;
1718
1719         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1720 }
1721
1722 #else
1723
1724 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1725 {
1726 }
1727
1728 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1729 {
1730 }
1731
1732 #endif
1733
1734 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1735
1736 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1737
1738 /*
1739  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1740  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1741  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1742  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1743  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1744  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1745  */
1746 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1747         __releases(this_rq->lock)
1748         __acquires(busiest->lock)
1749         __acquires(this_rq->lock)
1750 {
1751         spin_unlock(&this_rq->lock);
1752         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1753
1754         return 1;
1755 }
1756
1757 #else
1758 /*
1759  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1760  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1761  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1762  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1763  * regardless of entry order into the function.
1764  */
1765 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1766         __releases(this_rq->lock)
1767         __acquires(busiest->lock)
1768         __acquires(this_rq->lock)
1769 {
1770         int ret = 0;
1771
1772         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
1773                 if (busiest < this_rq) {
1774                         spin_unlock(&this_rq->lock);
1775                         spin_lock(&busiest->lock);
1776                         spin_lock_nested(&this_rq->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1777                         ret = 1;
1778                 } else
1779                         spin_lock_nested(&busiest->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1780         }
1781         return ret;
1782 }
1783
1784 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1785
1786 /*
1787  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1788  */
1789 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1790 {
1791         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1792                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1793                 spin_unlock(&this_rq->lock);
1794                 BUG_ON(1);
1795         }
1796
1797         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1798 }
1799
1800 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1801         __releases(busiest->lock)
1802 {
1803         spin_unlock(&busiest->lock);
1804         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1805 }
1806 #endif
1807
1808 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1809 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1810 {
1811 #ifdef CONFIG_SMP
1812         cfs_rq->shares = shares;
1813 #endif
1814 }
1815 #endif
1816
1817 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq);
1818 static void update_sysctl(void);
1819 static int get_update_sysctl_factor(void);
1820
1821 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1822 {
1823         set_task_rq(p, cpu);
1824 #ifdef CONFIG_SMP
1825         /*
1826          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1827          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1828          * per-task data have been completed by this moment.
1829          */
1830         smp_wmb();
1831         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1832 #endif
1833 }
1834
1835 #include "sched_stats.h"
1836 #include "sched_idletask.c"
1837 #include "sched_fair.c"
1838 #include "sched_rt.c"
1839 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1840 # include "sched_debug.c"
1841 #endif
1842
1843 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1844 #define for_each_class(class) \
1845    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1846
1847 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1848 {
1849         rq->nr_running++;
1850 }
1851
1852 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1853 {
1854         rq->nr_running--;
1855 }
1856
1857 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1858 {
1859         if (task_has_rt_policy(p)) {
1860                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1861                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1862                 return;
1863         }
1864
1865         /*
1866          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1867          */
1868         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1869                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1870                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1871                 return;
1872         }
1873
1874         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1875         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1876 }
1877
1878 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1879 {
1880         s64 diff = sample - *avg;
1881         *avg += diff >> 3;
1882 }
1883
1884 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1885 {
1886         if (wakeup)
1887                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1888
1889         sched_info_queued(p);
1890         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1891         p->se.on_rq = 1;
1892 }
1893
1894 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1895 {
1896         if (sleep) {
1897                 if (p->se.last_wakeup) {
1898                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1899                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1900                         p->se.last_wakeup = 0;
1901                 } else {
1902                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1903                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1904                 }
1905         }
1906
1907         sched_info_dequeued(p);
1908         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1909         p->se.on_rq = 0;
1910 }
1911
1912 /*
1913  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1914  */
1915 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1916 {
1917         return p->static_prio;
1918 }
1919
1920 /*
1921  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1922  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1923  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1924  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1925  * estimator recalculates.
1926  */
1927 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1928 {
1929         int prio;
1930
1931         if (task_has_rt_policy(p))
1932                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1933         else
1934                 prio = __normal_prio(p);
1935         return prio;
1936 }
1937
1938 /*
1939  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1940  * taken into account by the scheduler. This value might
1941  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1942  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1943  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1944  */
1945 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1946 {
1947         p->normal_prio = normal_prio(p);
1948         /*
1949          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1950          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1951          * to the normal priority:
1952          */
1953         if (!rt_prio(p->prio))
1954                 return p->normal_prio;
1955         return p->prio;
1956 }
1957
1958 /*
1959  * activate_task - move a task to the runqueue.
1960  */
1961 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1962 {
1963         if (task_contributes_to_load(p))
1964                 rq->nr_uninterruptible--;
1965
1966         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1967         inc_nr_running(rq);
1968 }
1969
1970 /*
1971  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1972  */
1973 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1974 {
1975         if (task_contributes_to_load(p))
1976                 rq->nr_uninterruptible++;
1977
1978         dequeue_task(rq, p, sleep);
1979         dec_nr_running(rq);
1980 }
1981
1982 /**
1983  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1984  * @p: the task in question.
1985  */
1986 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1987 {
1988         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1989 }
1990
1991 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1992                                        const struct sched_class *prev_class,
1993                                        int oldprio, int running)
1994 {
1995         if (prev_class != p->sched_class) {
1996                 if (prev_class->switched_from)
1997                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1998                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1999         } else
2000                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
2001 }
2002
2003 /**
2004  * kthread_bind - bind a just-created kthread to a cpu.
2005  * @p: thread created by kthread_create().
2006  * @cpu: cpu (might not be online, must be possible) for @k to run on.
2007  *
2008  * Description: This function is equivalent to set_cpus_allowed(),
2009  * except that @cpu doesn't need to be online, and the thread must be
2010  * stopped (i.e., just returned from kthread_create()).
2011  *
2012  * Function lives here instead of kthread.c because it messes with
2013  * scheduler internals which require locking.
2014  */
2015 void kthread_bind(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
2016 {
2017         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2018         unsigned long flags;
2019
2020         /* Must have done schedule() in kthread() before we set_task_cpu */
2021         if (!wait_task_inactive(p, TASK_UNINTERRUPTIBLE)) {
2022                 WARN_ON(1);
2023                 return;
2024         }
2025
2026         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2027         update_rq_clock(rq);
2028         set_task_cpu(p, cpu);
2029         p->cpus_allowed = cpumask_of_cpu(cpu);
2030         p->rt.nr_cpus_allowed = 1;
2031         p->flags |= PF_THREAD_BOUND;
2032         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2033 }
2034 EXPORT_SYMBOL(kthread_bind);
2035
2036 #ifdef CONFIG_SMP
2037 /*
2038  * Is this task likely cache-hot:
2039  */
2040 static int
2041 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
2042 {
2043         s64 delta;
2044
2045         /*
2046          * Buddy candidates are cache hot:
2047          */
2048         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
2049                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
2050                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
2051                 return 1;
2052
2053         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
2054                 return 0;
2055
2056         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
2057                 return 1;
2058         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
2059                 return 0;
2060
2061         delta = now - p->se.exec_start;
2062
2063         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
2064 }
2065
2066
2067 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2068 {
2069         int old_cpu = task_cpu(p);
2070         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu);
2071         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
2072                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
2073
2074         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2075
2076         if (old_cpu != new_cpu) {
2077                 p->se.nr_migrations++;
2078 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2079                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
2080                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
2081 #endif
2082                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS,
2083                                      1, 1, NULL, 0);
2084         }
2085         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
2086                                          new_cfsrq->min_vruntime;
2087
2088         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2089 }
2090
2091 struct migration_req {
2092         struct list_head list;
2093
2094         struct task_struct *task;
2095         int dest_cpu;
2096
2097         struct completion done;
2098 };
2099
2100 /*
2101  * The task's runqueue lock must be held.
2102  * Returns true if you have to wait for migration thread.
2103  */
2104 static int
2105 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
2106 {
2107         struct rq *rq = task_rq(p);
2108
2109         /*
2110          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
2111          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
2112          */
2113         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
2114                 update_rq_clock(rq);
2115                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
2116                 return 0;
2117         }
2118
2119         init_completion(&req->done);
2120         req->task = p;
2121         req->dest_cpu = dest_cpu;
2122         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2123
2124         return 1;
2125 }
2126
2127 /*
2128  * wait_task_context_switch -   wait for a thread to complete at least one
2129  *                              context switch.
2130  *
2131  * @p must not be current.
2132  */
2133 void wait_task_context_switch(struct task_struct *p)
2134 {
2135         unsigned long nvcsw, nivcsw, flags;
2136         int running;
2137         struct rq *rq;
2138
2139         nvcsw   = p->nvcsw;
2140         nivcsw  = p->nivcsw;
2141         for (;;) {
2142                 /*
2143                  * The runqueue is assigned before the actual context
2144                  * switch. We need to take the runqueue lock.
2145                  *
2146                  * We could check initially without the lock but it is
2147                  * very likely that we need to take the lock in every
2148                  * iteration.
2149                  */
2150                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2151                 running = task_running(rq, p);
2152                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2153
2154                 if (likely(!running))
2155                         break;
2156                 /*
2157                  * The switch count is incremented before the actual
2158                  * context switch. We thus wait for two switches to be
2159                  * sure at least one completed.
2160                  */
2161                 if ((p->nvcsw - nvcsw) > 1)
2162                         break;
2163                 if ((p->nivcsw - nivcsw) > 1)
2164                         break;
2165
2166                 cpu_relax();
2167         }
2168 }
2169
2170 /*
2171  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2172  *
2173  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2174  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2175  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2176  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2177  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2178  * @p has remained unscheduled the whole time.
2179  *
2180  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2181  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2182  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2183  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2184  * waiting to become inactive.
2185  */
2186 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2187 {
2188         unsigned long flags;
2189         int running, on_rq;
2190         unsigned long ncsw;
2191         struct rq *rq;
2192
2193         for (;;) {
2194                 /*
2195                  * We do the initial early heuristics without holding
2196                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2197                  * the runqueue lock when things look like they will
2198                  * work out!
2199                  */
2200                 rq = task_rq(p);
2201
2202                 /*
2203                  * If the task is actively running on another CPU
2204                  * still, just relax and busy-wait without holding
2205                  * any locks.
2206                  *
2207                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2208                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2209                  * But we don't care, since "task_running()" will
2210                  * return false if the runqueue has changed and p
2211                  * is actually now running somewhere else!
2212                  */
2213                 while (task_running(rq, p)) {
2214                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2215                                 return 0;
2216                         cpu_relax();
2217                 }
2218
2219                 /*
2220                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2221                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2222                  * just go back and repeat.
2223                  */
2224                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2225                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2226                 running = task_running(rq, p);
2227                 on_rq = p->se.on_rq;
2228                 ncsw = 0;
2229                 if (!match_state || p->state == match_state)
2230                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2231                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2232
2233                 /*
2234                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2235                  */
2236                 if (unlikely(!ncsw))
2237                         break;
2238
2239                 /*
2240                  * Was it really running after all now that we
2241                  * checked with the proper locks actually held?
2242                  *
2243                  * Oops. Go back and try again..
2244                  */
2245                 if (unlikely(running)) {
2246                         cpu_relax();
2247                         continue;
2248                 }
2249
2250                 /*
2251                  * It's not enough that it's not actively running,
2252                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2253                  * preempted!
2254                  *
2255                  * So if it was still runnable (but just not actively
2256                  * running right now), it's preempted, and we should
2257                  * yield - it could be a while.
2258                  */
2259                 if (unlikely(on_rq)) {
2260                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2261                         continue;
2262                 }
2263
2264                 /*
2265                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2266                  * runnable, which means that it will never become
2267                  * running in the future either. We're all done!
2268                  */
2269                 break;
2270         }
2271
2272         return ncsw;
2273 }
2274
2275 /***
2276  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2277  * @p: the to-be-kicked thread
2278  *
2279  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2280  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2281  *
2282  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2283  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2284  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2285  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2286  * achieved as well.
2287  */
2288 void kick_process(struct task_struct *p)
2289 {
2290         int cpu;
2291
2292         preempt_disable();
2293         cpu = task_cpu(p);
2294         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2295                 smp_send_reschedule(cpu);
2296         preempt_enable();
2297 }
2298 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2299 #endif /* CONFIG_SMP */
2300
2301 /**
2302  * task_oncpu_function_call - call a function on the cpu on which a task runs
2303  * @p:          the task to evaluate
2304  * @func:       the function to be called
2305  * @info:       the function call argument
2306  *
2307  * Calls the function @func when the task is currently running. This might
2308  * be on the current CPU, which just calls the function directly
2309  */
2310 void task_oncpu_function_call(struct task_struct *p,
2311                               void (*func) (void *info), void *info)
2312 {
2313         int cpu;
2314
2315         preempt_disable();
2316         cpu = task_cpu(p);
2317         if (task_curr(p))
2318                 smp_call_function_single(cpu, func, info, 1);
2319         preempt_enable();
2320 }
2321
2322 #ifdef CONFIG_SMP
2323 static inline
2324 int select_task_rq(struct task_struct *p, int sd_flags, int wake_flags)
2325 {
2326         return p->sched_class->select_task_rq(p, sd_flags, wake_flags);
2327 }
2328 #endif
2329
2330 /***
2331  * try_to_wake_up - wake up a thread
2332  * @p: the to-be-woken-up thread
2333  * @state: the mask of task states that can be woken
2334  * @sync: do a synchronous wakeup?
2335  *
2336  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2337  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2338  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2339  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2340  * runnable without the overhead of this.
2341  *
2342  * returns failure only if the task is already active.
2343  */
2344 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state,
2345                           int wake_flags)
2346 {
2347         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2348         unsigned long flags;
2349         struct rq *rq, *orig_rq;
2350
2351         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2352                 wake_flags &= ~WF_SYNC;
2353
2354         this_cpu = get_cpu();
2355
2356         smp_wmb();
2357         rq = orig_rq = task_rq_lock(p, &flags);
2358         update_rq_clock(rq);
2359         if (!(p->state & state))
2360                 goto out;
2361
2362         if (p->se.on_rq)
2363                 goto out_running;
2364
2365         cpu = task_cpu(p);
2366         orig_cpu = cpu;
2367
2368 #ifdef CONFIG_SMP
2369         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2370                 goto out_activate;
2371
2372         /*
2373          * In order to handle concurrent wakeups and release the rq->lock
2374          * we put the task in TASK_WAKING state.
2375          *
2376          * First fix up the nr_uninterruptible count:
2377          */
2378         if (task_contributes_to_load(p))
2379                 rq->nr_uninterruptible--;
2380         p->state = TASK_WAKING;
2381         __task_rq_unlock(rq);
2382
2383         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2384         if (cpu != orig_cpu)
2385                 set_task_cpu(p, cpu);
2386
2387         rq = __task_rq_lock(p);
2388         update_rq_clock(rq);
2389
2390         WARN_ON(p->state != TASK_WAKING);
2391         cpu = task_cpu(p);
2392
2393 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2394         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2395         if (cpu == this_cpu)
2396                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2397         else {
2398                 struct sched_domain *sd;
2399                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2400                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2401                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2402                                 break;
2403                         }
2404                 }
2405         }
2406 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2407
2408 out_activate:
2409 #endif /* CONFIG_SMP */
2410         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2411         if (wake_flags & WF_SYNC)
2412                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2413         if (orig_cpu != cpu)
2414                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2415         if (cpu == this_cpu)
2416                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2417         else
2418                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2419         activate_task(rq, p, 1);
2420         success = 1;
2421
2422         /*
2423          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2424          */
2425         if (!in_interrupt()) {
2426                 struct sched_entity *se = &current->se;
2427                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2428
2429                 if (se->last_wakeup)
2430                         sample -= se->last_wakeup;
2431                 else
2432                         sample -= se->start_runtime;
2433                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2434
2435                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2436         }
2437
2438 out_running:
2439         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2440         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2441
2442         p->state = TASK_RUNNING;
2443 #ifdef CONFIG_SMP
2444         if (p->sched_class->task_wake_up)
2445                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2446
2447         if (unlikely(rq->idle_stamp)) {
2448                 u64 delta = rq->clock - rq->idle_stamp;
2449                 u64 max = 2*sysctl_sched_migration_cost;
2450
2451                 if (delta > max)
2452                         rq->avg_idle = max;
2453                 else
2454                         update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2455                 rq->idle_stamp = 0;
2456         }
2457 #endif
2458 out:
2459         task_rq_unlock(rq, &flags);
2460         put_cpu();
2461
2462         return success;
2463 }
2464
2465 /**
2466  * wake_up_process - Wake up a specific process
2467  * @p: The process to be woken up.
2468  *
2469  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2470  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2471  * running.
2472  *
2473  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2474  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2475  */
2476 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2477 {
2478         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2479 }
2480 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2481
2482 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2483 {
2484         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2485 }
2486
2487 /*
2488  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2489  * p is forked by current.
2490  *
2491  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2492  */
2493 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2494 {
2495         p->se.exec_start                = 0;
2496         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2497         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2498         p->se.nr_migrations             = 0;
2499         p->se.last_wakeup               = 0;
2500         p->se.avg_overlap               = 0;
2501         p->se.start_runtime             = 0;
2502         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2503
2504 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2505         p->se.wait_start                        = 0;
2506         p->se.wait_max                          = 0;
2507         p->se.wait_count                        = 0;
2508         p->se.wait_sum                          = 0;
2509
2510         p->se.sleep_start                       = 0;
2511         p->se.sleep_max                         = 0;
2512         p->se.sum_sleep_runtime                 = 0;
2513
2514         p->se.block_start                       = 0;
2515         p->se.block_max                         = 0;
2516         p->se.exec_max                          = 0;
2517         p->se.slice_max                         = 0;
2518
2519         p->se.nr_migrations_cold                = 0;
2520         p->se.nr_failed_migrations_affine       = 0;
2521         p->se.nr_failed_migrations_running      = 0;
2522         p->se.nr_failed_migrations_hot          = 0;
2523         p->se.nr_forced_migrations              = 0;
2524         p->se.nr_forced2_migrations             = 0;
2525
2526         p->se.nr_wakeups                        = 0;
2527         p->se.nr_wakeups_sync                   = 0;
2528         p->se.nr_wakeups_migrate                = 0;
2529         p->se.nr_wakeups_local                  = 0;
2530         p->se.nr_wakeups_remote                 = 0;
2531         p->se.nr_wakeups_affine                 = 0;
2532         p->se.nr_wakeups_affine_attempts        = 0;
2533         p->se.nr_wakeups_passive                = 0;
2534         p->se.nr_wakeups_idle                   = 0;
2535
2536 #endif
2537
2538         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2539         p->se.on_rq = 0;
2540         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2541
2542 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2543         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2544 #endif
2545
2546         /*
2547          * We mark the process as running here, but have not actually
2548          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2549          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2550          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2551          */
2552         p->state = TASK_RUNNING;
2553 }
2554
2555 /*
2556  * fork()/clone()-time setup:
2557  */
2558 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2559 {
2560         int cpu = get_cpu();
2561
2562         __sched_fork(p);
2563
2564         /*
2565          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2566          */
2567         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2568                 if (p->policy == SCHED_FIFO || p->policy == SCHED_RR) {
2569                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2570                         p->normal_prio = p->static_prio;
2571                 }
2572
2573                 if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0) {
2574                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2575                         p->normal_prio = p->static_prio;
2576                         set_load_weight(p);
2577                 }
2578
2579                 /*
2580                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2581                  * fulfilled its duty:
2582                  */
2583                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2584         }
2585
2586         /*
2587          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2588          */
2589         p->prio = current->normal_prio;
2590
2591         if (!rt_prio(p->prio))
2592                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2593
2594         if (p->sched_class->task_fork)
2595                 p->sched_class->task_fork(p);
2596
2597 #ifdef CONFIG_SMP
2598         cpu = select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0);
2599 #endif
2600         set_task_cpu(p, cpu);
2601
2602 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2603         if (likely(sched_info_on()))
2604                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2605 #endif
2606 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2607         p->oncpu = 0;
2608 #endif
2609 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2610         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2611         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2612 #endif
2613         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2614
2615         put_cpu();
2616 }
2617
2618 /*
2619  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2620  *
2621  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2622  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2623  * on the runqueue and wakes it.
2624  */
2625 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2626 {
2627         unsigned long flags;
2628         struct rq *rq;
2629
2630         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2631         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2632         update_rq_clock(rq);
2633         activate_task(rq, p, 0);
2634         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2635         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2636 #ifdef CONFIG_SMP
2637         if (p->sched_class->task_wake_up)
2638                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2639 #endif
2640         task_rq_unlock(rq, &flags);
2641 }
2642
2643 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2644
2645 /**
2646  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2647  * @notifier: notifier struct to register
2648  */
2649 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2650 {
2651         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2652 }
2653 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2654
2655 /**
2656  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2657  * @notifier: notifier struct to unregister
2658  *
2659  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2660  */
2661 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2662 {
2663         hlist_del(&notifier->link);
2664 }
2665 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2666
2667 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2668 {
2669         struct preempt_notifier *notifier;
2670         struct hlist_node *node;
2671
2672         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2673                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2674 }
2675
2676 static void
2677 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2678                                  struct task_struct *next)
2679 {
2680         struct preempt_notifier *notifier;
2681         struct hlist_node *node;
2682
2683         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2684                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2685 }
2686
2687 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2688
2689 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2690 {
2691 }
2692
2693 static void
2694 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2695                                  struct task_struct *next)
2696 {
2697 }
2698
2699 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2700
2701 /**
2702  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2703  * @rq: the runqueue preparing to switch
2704  * @prev: the current task that is being switched out
2705  * @next: the task we are going to switch to.
2706  *
2707  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2708  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2709  * switch.
2710  *
2711  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2712  * hooks.
2713  */
2714 static inline void
2715 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2716                     struct task_struct *next)
2717 {
2718         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2719         prepare_lock_switch(rq, next);
2720         prepare_arch_switch(next);
2721 }
2722
2723 /**
2724  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2725  * @rq: runqueue associated with task-switch
2726  * @prev: the thread we just switched away from.
2727  *
2728  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2729  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2730  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2731  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2732  *
2733  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2734  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2735  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2736  * details.)
2737  */
2738 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2739         __releases(rq->lock)
2740 {
2741         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2742         long prev_state;
2743
2744         rq->prev_mm = NULL;
2745
2746         /*
2747          * A task struct has one reference for the use as "current".
2748          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2749          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2750          * the scheduled task must drop that reference.
2751          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2752          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2753          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2754          * be dropped twice.
2755          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2756          */
2757         prev_state = prev->state;
2758         finish_arch_switch(prev);
2759         perf_event_task_sched_in(current, cpu_of(rq));
2760         finish_lock_switch(rq, prev);
2761
2762         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2763         if (mm)
2764                 mmdrop(mm);
2765         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2766                 /*
2767                  * Remove function-return probe instances associated with this
2768                  * task and put them back on the free list.
2769                  */
2770                 kprobe_flush_task(prev);
2771                 put_task_struct(prev);
2772         }
2773 }
2774
2775 #ifdef CONFIG_SMP
2776
2777 /* assumes rq->lock is held */
2778 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2779 {
2780         if (prev->sched_class->pre_schedule)
2781                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
2782 }
2783
2784 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2785 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2786 {
2787         if (rq->post_schedule) {
2788                 unsigned long flags;
2789
2790                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2791                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
2792                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
2793                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2794
2795                 rq->post_schedule = 0;
2796         }
2797 }
2798
2799 #else
2800
2801 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2802 {
2803 }
2804
2805 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2806 {
2807 }
2808
2809 #endif
2810
2811 /**
2812  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2813  * @prev: the thread we just switched away from.
2814  */
2815 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2816         __releases(rq->lock)
2817 {
2818         struct rq *rq = this_rq();
2819
2820         finish_task_switch(rq, prev);
2821
2822         /*
2823          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
2824          * task_switch?
2825          */
2826         post_schedule(rq);
2827
2828 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2829         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2830         preempt_enable();
2831 #endif
2832         if (current->set_child_tid)
2833                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2834 }
2835
2836 /*
2837  * context_switch - switch to the new MM and the new
2838  * thread's register state.
2839  */
2840 static inline void
2841 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2842                struct task_struct *next)
2843 {
2844         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2845
2846         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2847         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2848         mm = next->mm;
2849         oldmm = prev->active_mm;
2850         /*
2851          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2852          * combine the page table reload and the switch backend into
2853          * one hypercall.
2854          */
2855         arch_start_context_switch(prev);
2856
2857         if (likely(!mm)) {
2858                 next->active_mm = oldmm;
2859                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2860                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2861         } else
2862                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2863
2864         if (likely(!prev->mm)) {
2865                 prev->active_mm = NULL;
2866                 rq->prev_mm = oldmm;
2867         }
2868         /*
2869          * Since the runqueue lock will be released by the next
2870          * task (which is an invalid locking op but in the case
2871          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2872          * do an early lockdep release here:
2873          */
2874 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2875         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2876 #endif
2877
2878         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2879         switch_to(prev, next, prev);
2880
2881         barrier();
2882         /*
2883          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2884          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2885          * frame will be invalid.
2886          */
2887         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2888 }
2889
2890 /*
2891  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2892  *
2893  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2894  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2895  * number of context switches performed since bootup.
2896  */
2897 unsigned long nr_running(void)
2898 {
2899         unsigned long i, sum = 0;
2900
2901         for_each_online_cpu(i)
2902                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2903
2904         return sum;
2905 }
2906
2907 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2908 {
2909         unsigned long i, sum = 0;
2910
2911         for_each_possible_cpu(i)
2912                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2913
2914         /*
2915          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2916          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2917          */
2918         if (unlikely((long)sum < 0))
2919                 sum = 0;
2920
2921         return sum;
2922 }
2923
2924 unsigned long long nr_context_switches(void)
2925 {
2926         int i;
2927         unsigned long long sum = 0;
2928
2929         for_each_possible_cpu(i)
2930                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2931
2932         return sum;
2933 }
2934
2935 unsigned long nr_iowait(void)
2936 {
2937         unsigned long i, sum = 0;
2938
2939         for_each_possible_cpu(i)
2940                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2941
2942         return sum;
2943 }
2944
2945 unsigned long nr_iowait_cpu(void)
2946 {
2947         struct rq *this = this_rq();
2948         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2949 }
2950
2951 unsigned long this_cpu_load(void)
2952 {
2953         struct rq *this = this_rq();
2954         return this->cpu_load[0];
2955 }
2956
2957
2958 /* Variables and functions for calc_load */
2959 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2960 static unsigned long calc_load_update;
2961 unsigned long avenrun[3];
2962 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
2963
2964 /**
2965  * get_avenrun - get the load average array
2966  * @loads:      pointer to dest load array
2967  * @offset:     offset to add
2968  * @shift:      shift count to shift the result left
2969  *
2970  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2971  */
2972 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2973 {
2974         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2975         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2976         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2977 }
2978
2979 static unsigned long
2980 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2981 {
2982         load *= exp;
2983         load += active * (FIXED_1 - exp);
2984         return load >> FSHIFT;
2985 }
2986
2987 /*
2988  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2989  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2990  */
2991 void calc_global_load(void)
2992 {
2993         unsigned long upd = calc_load_update + 10;
2994         long active;
2995
2996         if (time_before(jiffies, upd))
2997                 return;
2998
2999         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
3000         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
3001
3002         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
3003         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
3004         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
3005
3006         calc_load_update += LOAD_FREQ;
3007 }
3008
3009 /*
3010  * Either called from update_cpu_load() or from a cpu going idle
3011  */
3012 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
3013 {
3014         long nr_active, delta;
3015
3016         nr_active = this_rq->nr_running;
3017         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
3018
3019         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
3020                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
3021                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
3022                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3023         }
3024 }
3025
3026 /*
3027  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
3028  * scheduler tick (TICK_NSEC).
3029  */
3030 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
3031 {
3032         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
3033         int i, scale;
3034
3035         this_rq->nr_load_updates++;
3036
3037         /* Update our load: */
3038         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
3039                 unsigned long old_load, new_load;
3040
3041                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3042
3043                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3044                 new_load = this_load;
3045                 /*
3046                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3047                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3048                  * example.
3049                  */
3050                 if (new_load > old_load)
3051                         new_load += scale-1;
3052                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
3053         }
3054
3055         if (time_after_eq(jiffies, this_rq->calc_load_update)) {
3056                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3057                 calc_load_account_active(this_rq);
3058         }
3059 }
3060
3061 #ifdef CONFIG_SMP
3062
3063 /*
3064  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
3065  *
3066  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
3067  * you need to do so manually before calling.
3068  */
3069 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3070         __acquires(rq1->lock)
3071         __acquires(rq2->lock)
3072 {
3073         BUG_ON(!irqs_disabled());
3074         if (rq1 == rq2) {
3075                 spin_lock(&rq1->lock);
3076                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
3077         } else {
3078                 if (rq1 < rq2) {
3079                         spin_lock(&rq1->lock);
3080                         spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3081                 } else {
3082                         spin_lock(&rq2->lock);
3083                         spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3084                 }
3085         }
3086         update_rq_clock(rq1);
3087         update_rq_clock(rq2);
3088 }
3089
3090 /*
3091  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
3092  *
3093  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
3094  * you need to do so manually after calling.
3095  */
3096 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3097         __releases(rq1->lock)
3098         __releases(rq2->lock)
3099 {
3100         spin_unlock(&rq1->lock);
3101         if (rq1 != rq2)
3102                 spin_unlock(&rq2->lock);
3103         else
3104                 __release(rq2->lock);
3105 }
3106
3107 /*
3108  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
3109  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
3110  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
3111  * the cpu_allowed mask is restored.
3112  */
3113 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
3114 {
3115         struct migration_req req;
3116         unsigned long flags;
3117         struct rq *rq;
3118
3119         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3120         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
3121             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
3122                 goto out;
3123
3124         /* force the process onto the specified CPU */
3125         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
3126                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
3127                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
3128
3129                 get_task_struct(mt);
3130                 task_rq_unlock(rq, &flags);
3131                 wake_up_process(mt);
3132                 put_task_struct(mt);
3133                 wait_for_completion(&req.done);
3134
3135                 return;
3136         }
3137 out:
3138         task_rq_unlock(rq, &flags);
3139 }
3140
3141 /*
3142  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3143  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3144  */
3145 void sched_exec(void)
3146 {
3147         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
3148         new_cpu = select_task_rq(current, SD_BALANCE_EXEC, 0);
3149         put_cpu();
3150         if (new_cpu != this_cpu)
3151                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
3152 }
3153
3154 /*
3155  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
3156  * Both runqueues must be locked.
3157  */
3158 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
3159                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
3160 {
3161         deactivate_task(src_rq, p, 0);
3162         set_task_cpu(p, this_cpu);
3163         activate_task(this_rq, p, 0);
3164         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3165 }
3166
3167 /*
3168  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3169  */
3170 static
3171 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3172                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3173                      int *all_pinned)
3174 {
3175         int tsk_cache_hot = 0;
3176         /*
3177          * We do not migrate tasks that are:
3178          * 1) running (obviously), or
3179          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3180          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3181          */
3182         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3183                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3184                 return 0;
3185         }
3186         *all_pinned = 0;
3187
3188         if (task_running(rq, p)) {
3189                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3190                 return 0;
3191         }
3192
3193         /*
3194          * Aggressive migration if:
3195          * 1) task is cache cold, or
3196          * 2) too many balance attempts have failed.
3197          */
3198
3199         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3200         if (!tsk_cache_hot ||
3201                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3202 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3203                 if (tsk_cache_hot) {
3204                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3205                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3206                 }
3207 #endif
3208                 return 1;
3209         }
3210
3211         if (tsk_cache_hot) {
3212                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3213                 return 0;
3214         }
3215         return 1;
3216 }
3217
3218 static unsigned long
3219 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3220               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3221               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3222               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3223 {
3224         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3225         struct task_struct *p;
3226         long rem_load_move = max_load_move;
3227
3228         if (max_load_move == 0)
3229                 goto out;
3230
3231         pinned = 1;
3232
3233         /*
3234          * Start the load-balancing iterator:
3235          */
3236         p = iterator->start(iterator->arg);
3237 next:
3238         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3239                 goto out;
3240
3241         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3242             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3243                 p = iterator->next(iterator->arg);
3244                 goto next;
3245         }
3246
3247         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3248         pulled++;
3249         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3250
3251 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3252         /*
3253          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3254          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3255          * section.
3256          */
3257         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3258                 goto out;
3259 #endif
3260
3261         /*
3262          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3263          */
3264         if (rem_load_move > 0) {
3265                 if (p->prio < *this_best_prio)
3266                         *this_best_prio = p->prio;
3267                 p = iterator->next(iterator->arg);
3268                 goto next;
3269         }
3270 out:
3271         /*
3272          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3273          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3274          * inside pull_task().
3275          */
3276         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3277
3278         if (all_pinned)
3279                 *all_pinned = pinned;
3280
3281         return max_load_move - rem_load_move;
3282 }
3283
3284 /*
3285  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3286  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3287  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3288  *
3289  * Called with both runqueues locked.
3290  */
3291 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3292                       unsigned long max_load_move,
3293                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3294                       int *all_pinned)
3295 {
3296         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3297         unsigned long total_load_moved = 0;
3298         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3299
3300         do {
3301                 total_load_moved +=
3302                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3303                                 max_load_move - total_load_moved,
3304                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3305                 class = class->next;
3306
3307 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3308                 /*
3309                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3310                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3311                  * the critical section.
3312                  */
3313                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3314                         break;
3315 #endif
3316         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3317
3318         return total_load_moved > 0;
3319 }
3320
3321 static int
3322 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3323                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3324                    struct rq_iterator *iterator)
3325 {
3326         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3327         int pinned = 0;
3328
3329         while (p) {
3330                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3331                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3332                         /*
3333                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3334                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3335                          * stats here rather than inside pull_task().
3336                          */
3337                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3338
3339                         return 1;
3340                 }
3341                 p = iterator->next(iterator->arg);
3342         }
3343
3344         return 0;
3345 }
3346
3347 /*
3348  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3349  * part of active balancing operations within "domain".
3350  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3351  *
3352  * Called with both runqueues locked.
3353  */
3354 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3355                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3356 {
3357         const struct sched_class *class;
3358
3359         for_each_class(class) {
3360                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3361                         return 1;
3362         }
3363
3364         return 0;
3365 }
3366 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3367 /*
3368  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3369  *              during load balancing.
3370  */
3371 struct sd_lb_stats {
3372         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3373         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3374         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3375         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3376         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3377
3378         /** Statistics of this group */
3379         unsigned long this_load;
3380         unsigned long this_load_per_task;
3381         unsigned long this_nr_running;
3382
3383         /* Statistics of the busiest group */
3384         unsigned long max_load;
3385         unsigned long busiest_load_per_task;
3386         unsigned long busiest_nr_running;
3387
3388         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3389 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3390         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3391         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3392         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3393         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3394         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3395         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3396 #endif
3397 };
3398
3399 /*
3400  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3401  */
3402 struct sg_lb_stats {
3403         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3404         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3405         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3406         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3407         unsigned long group_capacity;
3408         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3409 };
3410
3411 /**
3412  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3413  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3414  */
3415 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3416 {
3417         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3418 }
3419
3420 /**
3421  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3422  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3423  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3424  */
3425 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3426                                         enum cpu_idle_type idle)
3427 {
3428         int load_idx;
3429
3430         switch (idle) {
3431         case CPU_NOT_IDLE:
3432                 load_idx = sd->busy_idx;
3433                 break;
3434
3435         case CPU_NEWLY_IDLE:
3436                 load_idx = sd->newidle_idx;
3437                 break;
3438         default:
3439                 load_idx = sd->idle_idx;
3440                 break;
3441         }
3442
3443         return load_idx;
3444 }
3445
3446
3447 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3448 /**
3449  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3450  * the given sched_domain, during load balancing.
3451  *
3452  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3453  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3454  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3455  */
3456 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3457         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3458 {
3459         /*
3460          * Busy processors will not participate in power savings
3461          * balance.
3462          */
3463         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3464                 sds->power_savings_balance = 0;
3465         else {
3466                 sds->power_savings_balance = 1;
3467                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3468                 sds->leader_nr_running = 0;
3469         }
3470 }
3471
3472 /**
3473  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3474  * sched_domain while performing load balancing.
3475  *
3476  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3477  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3478  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3479  *              load balancing ?
3480  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3481  */
3482 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3483         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3484 {
3485
3486         if (!sds->power_savings_balance)
3487                 return;
3488
3489         /*
3490          * If the local group is idle or completely loaded
3491          * no need to do power savings balance at this domain
3492          */
3493         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3494                                 !sds->this_nr_running))
3495                 sds->power_savings_balance = 0;
3496
3497         /*
3498          * If a group is already running at full capacity or idle,
3499          * don't include that group in power savings calculations
3500          */
3501         if (!sds->power_savings_balance ||
3502                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3503                 !sgs->sum_nr_running)
3504                 return;
3505
3506         /*
3507          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3508          * This is the group from where we need to pick up the load
3509          * for saving power
3510          */
3511         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3512             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3513              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3514                 sds->group_min = group;
3515                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3516                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3517                                                 sgs->sum_nr_running;
3518         }
3519
3520         /*
3521          * Calculate the group which is almost near its
3522          * capacity but still has some space to pick up some load
3523          * from other group and save more power
3524          */
3525         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
3526                 return;
3527
3528         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3529             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3530              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3531                 sds->group_leader = group;
3532                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3533         }
3534 }
3535
3536 /**
3537  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3538  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3539  *      under consideration.
3540  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3541  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3542  *
3543  * Description:
3544  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3545  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3546  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3547  *
3548  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3549  * Else returns 0.
3550  */
3551 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3552                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3553 {
3554         if (!sds->power_savings_balance)
3555                 return 0;
3556
3557         if (sds->this != sds->group_leader ||
3558                         sds->group_leader == sds->group_min)
3559                 return 0;
3560
3561         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3562         sds->busiest = sds->group_min;
3563
3564         return 1;
3565
3566 }
3567 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3568 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3569         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3570 {
3571         return;
3572 }
3573
3574 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3575         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3576 {
3577         return;
3578 }
3579
3580 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3581                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3582 {
3583         return 0;
3584 }
3585 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3586
3587
3588 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3589 {
3590         return SCHED_LOAD_SCALE;
3591 }
3592
3593 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3594 {
3595         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3596 }
3597
3598 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3599 {
3600         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3601         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3602
3603         smt_gain /= weight;
3604
3605         return smt_gain;
3606 }
3607
3608 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3609 {
3610         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3611 }
3612
3613 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3614 {
3615         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3616         u64 total, available;
3617
3618         sched_avg_update(rq);
3619
3620         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
3621         available = total - rq->rt_avg;
3622
3623         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
3624                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
3625
3626         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3627
3628         return div_u64(available, total);
3629 }
3630
3631 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3632 {
3633         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3634         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
3635         struct sched_group *sdg = sd->groups;
3636
3637         if (sched_feat(ARCH_POWER))
3638                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
3639         else
3640                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
3641
3642         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3643
3644         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
3645                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
3646                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
3647                 else
3648                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
3649
3650                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3651         }
3652
3653         power *= scale_rt_power(cpu);
3654         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3655
3656         if (!power)
3657                 power = 1;
3658
3659         sdg->cpu_power = power;
3660 }
3661
3662 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3663 {
3664         struct sched_domain *child = sd->child;
3665         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
3666         unsigned long power;
3667
3668         if (!child) {
3669                 update_cpu_power(sd, cpu);
3670                 return;
3671         }
3672
3673         power = 0;
3674
3675         group = child->groups;
3676         do {
3677                 power += group->cpu_power;
3678                 group = group->next;
3679         } while (group != child->groups);
3680
3681         sdg->cpu_power = power;
3682 }
3683
3684 /**
3685  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3686  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
3687  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3688  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3689  * @idle: Idle status of this_cpu
3690  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3691  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3692  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3693  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3694  * @balance: Should we balance.
3695  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3696  */
3697 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
3698                         struct sched_group *group, int this_cpu,
3699                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3700                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3701                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3702 {
3703         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3704         int i;
3705         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3706         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3707         unsigned long avg_load_per_task;
3708
3709         if (local_group) {
3710                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3711                 if (balance_cpu == this_cpu)
3712                         update_group_power(sd, this_cpu);
3713         }
3714
3715         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3716         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3717         max_cpu_load = 0;
3718         min_cpu_load = ~0UL;
3719
3720         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3721                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3722
3723                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3724                         *sd_idle = 0;
3725
3726                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3727                 if (local_group) {
3728                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3729                                 first_idle_cpu = 1;
3730                                 balance_cpu = i;
3731                         }
3732
3733                         load = target_load(i, load_idx);
3734                 } else {
3735                         load = source_load(i, load_idx);
3736                         if (load > max_cpu_load)
3737                                 max_cpu_load = load;
3738                         if (min_cpu_load > load)
3739                                 min_cpu_load = load;
3740                 }
3741
3742                 sgs->group_load += load;
3743                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3744                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3745
3746                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3747         }
3748
3749         /*
3750          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3751          * is eligible for doing load balancing at this and above
3752          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3753          * to do the newly idle load balance.
3754          */
3755         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3756             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3757                 *balance = 0;
3758                 return;
3759         }
3760
3761         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3762         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
3763
3764
3765         /*
3766          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3767          * than the average weight of two tasks.
3768          *
3769          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3770          *      might not be a suitable number - should we keep a
3771          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3772          *      the hierarchy?
3773          */
3774         avg_load_per_task = (sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3775                 group->cpu_power;
3776
3777         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3778                 sgs->group_imb = 1;
3779
3780         sgs->group_capacity =
3781                 DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
3782 }
3783
3784 /**
3785  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3786  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3787  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3788  * @idle: Idle status of this_cpu
3789  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3790  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3791  * @balance: Should we balance.
3792  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3793  */
3794 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3795                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3796                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3797                         struct sd_lb_stats *sds)
3798 {
3799         struct sched_domain *child = sd->child;
3800         struct sched_group *group = sd->groups;
3801         struct sg_lb_stats sgs;
3802         int load_idx, prefer_sibling = 0;
3803
3804         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
3805                 prefer_sibling = 1;
3806
3807         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3808         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3809
3810         do {
3811                 int local_group;
3812
3813                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3814                                                sched_group_cpus(group));
3815                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3816                 update_sg_lb_stats(sd, group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3817                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3818
3819                 if (local_group && balance && !(*balance))
3820                         return;
3821
3822                 sds->total_load += sgs.group_load;
3823                 sds->total_pwr += group->cpu_power;
3824
3825                 /*
3826                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
3827                  * first, lower the group capacity to one so that we'll try
3828                  * and move all the excess tasks away.
3829                  */
3830                 if (prefer_sibling)
3831                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
3832
3833                 if (local_group) {
3834                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3835                         sds->this = group;
3836                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3837                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3838                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3839                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3840                                 sgs.group_imb)) {
3841                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3842                         sds->busiest = group;
3843                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3844                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3845                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3846                 }
3847
3848                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3849                 group = group->next;
3850         } while (group != sd->groups);
3851 }
3852
3853 /**
3854  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3855  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3856  *                      load balancing.
3857  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3858  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3859  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3860  */
3861 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3862                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3863 {
3864         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3865         unsigned int imbn = 2;
3866
3867         if (sds->this_nr_running) {
3868                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3869                 if (sds->busiest_load_per_task >
3870                                 sds->this_load_per_task)
3871                         imbn = 1;
3872         } else
3873                 sds->this_load_per_task =
3874                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3875
3876         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3877                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3878                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3879                 return;
3880         }
3881
3882         /*
3883          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3884          * however we may be able to increase total CPU power used by
3885          * moving them.
3886          */
3887
3888         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
3889                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3890         pwr_now += sds->this->cpu_power *
3891                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3892         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3893
3894         /* Amount of load we'd subtract */
3895         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3896                 sds->busiest->cpu_power;
3897         if (sds->max_load > tmp)
3898                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
3899                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3900
3901         /* Amount of load we'd add */
3902         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
3903                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3904                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
3905                         sds->this->cpu_power;
3906         else
3907                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3908                         sds->this->cpu_power;
3909         pwr_move += sds->this->cpu_power *
3910                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3911         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3912
3913         /* Move if we gain throughput */
3914         if (pwr_move > pwr_now)
3915                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3916 }
3917
3918 /**
3919  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3920  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3921  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3922  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3923  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3924  */
3925 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3926                 unsigned long *imbalance)
3927 {
3928         unsigned long max_pull;
3929         /*
3930          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3931          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3932          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3933          */
3934         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3935                 *imbalance = 0;
3936                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3937         }
3938
3939         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3940         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3941                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3942
3943         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3944         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
3945                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
3946                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3947
3948         /*
3949          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3950          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3951          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3952          * moved
3953          */
3954         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3955                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3956
3957 }
3958 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3959
3960 /**
3961  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3962  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3963  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3964  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3965  * such a group exists.
3966  *
3967  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3968  * to restore balance.
3969  *
3970  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3971  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3972  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3973  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3974  * @idle: The idle status of this_cpu.
3975  * @sd_idle: The idleness of sd
3976  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3977  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3978  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3979  *
3980  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3981  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3982  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3983  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3984  */
3985 static struct sched_group *
3986 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3987                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3988                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
3989 {
3990         struct sd_lb_stats sds;
3991
3992         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
3993
3994         /*
3995          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
3996          * this level.
3997          */
3998         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
3999                                         balance, &sds);
4000
4001         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
4002         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
4003          *    at this level.
4004          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
4005          * 3) This group is the busiest group.
4006          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
4007          *    sched_domain.
4008          * 5) The imbalance is within the specified limit.
4009          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
4010          */
4011         if (balance && !(*balance))
4012                 goto ret;
4013
4014         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4015                 goto out_balanced;
4016
4017         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4018                 goto out_balanced;
4019
4020         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4021
4022         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4023                 goto out_balanced;
4024
4025         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4026                 goto out_balanced;
4027
4028         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
4029         if (sds.group_imb)
4030                 sds.busiest_load_per_task =
4031                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
4032
4033         /*
4034          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4035          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4036          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
4037          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
4038          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
4039          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
4040          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
4041          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
4042          * appear as very large values with unsigned longs.
4043          */
4044         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
4045                 goto out_balanced;
4046
4047         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4048         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
4049         return sds.busiest;
4050
4051 out_balanced:
4052         /*
4053          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
4054          * to save power.
4055          */
4056         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
4057                 return sds.busiest;
4058 ret:
4059         *imbalance = 0;
4060         return NULL;
4061 }
4062
4063 /*
4064  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4065  */
4066 static struct rq *
4067 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
4068                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
4069 {
4070         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4071         unsigned long max_load = 0;
4072         int i;
4073
4074         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4075                 unsigned long power = power_of(i);
4076                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
4077                 unsigned long wl;
4078
4079                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
4080                         continue;
4081
4082                 rq = cpu_rq(i);
4083                 wl = weighted_cpuload(i) * SCHED_LOAD_SCALE;
4084                 wl /= power;
4085
4086                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
4087                         continue;
4088
4089                 if (wl > max_load) {
4090                         max_load = wl;
4091                         busiest = rq;
4092                 }
4093         }
4094
4095         return busiest;
4096 }
4097
4098 /*
4099  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4100  * so long as it is large enough.
4101  */
4102 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4103
4104 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4105 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4106
4107 /*
4108  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4109  * tasks if there is an imbalance.
4110  */
4111 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4112                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4113                         int *balance)
4114 {
4115         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
4116         struct sched_group *group;
4117         unsigned long imbalance;
4118         struct rq *busiest;
4119         unsigned long flags;
4120         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4121
4122         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4123
4124         /*
4125          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4126          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4127          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
4128          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4129          */
4130         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4131             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4132                 sd_idle = 1;
4133
4134         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4135
4136 redo:
4137         update_shares(sd);
4138         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
4139                                    cpus, balance);
4140
4141         if (*balance == 0)
4142                 goto out_balanced;
4143
4144         if (!group) {
4145                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4146                 goto out_balanced;
4147         }
4148
4149         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
4150         if (!busiest) {
4151                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4152                 goto out_balanced;
4153         }
4154
4155         BUG_ON(busiest == this_rq);
4156
4157         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
4158
4159         ld_moved = 0;
4160         if (busiest->nr_running > 1) {
4161                 /*
4162                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4163                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4164                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4165                  * correctly treated as an imbalance.
4166                  */
4167                 local_irq_save(flags);
4168                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4169                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4170                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
4171                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4172                 local_irq_restore(flags);
4173
4174                 /*
4175                  * some other cpu did the load balance for us.
4176                  */
4177                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
4178                         resched_cpu(this_cpu);
4179
4180                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4181                 if (unlikely(all_pinned)) {
4182                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4183                         if (!cpumask_empty(cpus))
4184                                 goto redo;
4185                         goto out_balanced;
4186                 }
4187         }
4188
4189         if (!ld_moved) {
4190                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4191                 sd->nr_balance_failed++;
4192
4193                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
4194
4195                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4196
4197                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
4198                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4199                          */
4200                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4201                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4202                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4203                                 all_pinned = 1;
4204                                 goto out_one_pinned;
4205                         }
4206
4207                         if (!busiest->active_balance) {
4208                                 busiest->active_balance = 1;
4209                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4210                                 active_balance = 1;
4211                         }
4212                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4213                         if (active_balance)
4214                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
4215
4216                         /*
4217                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4218                          * counter.
4219                          */
4220                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4221                 }
4222         } else
4223                 sd->nr_balance_failed = 0;
4224
4225         if (likely(!active_balance)) {
4226                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4227                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4228         } else {
4229                 /*
4230                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4231                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4232                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4233                  * move_tasks).
4234                  */
4235                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4236                         sd->balance_interval *= 2;
4237         }
4238
4239         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4240             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4241                 ld_moved = -1;
4242
4243         goto out;
4244
4245 out_balanced:
4246         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4247
4248         sd->nr_balance_failed = 0;
4249
4250 out_one_pinned:
4251         /* tune up the balancing interval */
4252         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4253                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4254                 sd->balance_interval *= 2;
4255
4256         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4257             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4258                 ld_moved = -1;
4259         else
4260                 ld_moved = 0;
4261 out:
4262         if (ld_moved)
4263                 update_shares(sd);
4264         return ld_moved;
4265 }
4266
4267 /*
4268  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4269  * tasks if there is an imbalance.
4270  *
4271  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
4272  * this_rq is locked.
4273  */
4274 static int
4275 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
4276 {
4277         struct sched_group *group;
4278         struct rq *busiest = NULL;
4279         unsigned long imbalance;
4280         int ld_moved = 0;
4281         int sd_idle = 0;
4282         int all_pinned = 0;
4283         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4284
4285         cpumask_copy(cpus, cpu_active_mask);
4286
4287         /*
4288          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4289          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4290          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
4291          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4292          */
4293         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4294             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4295                 sd_idle = 1;
4296
4297         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
4298 redo:
4299         update_shares_locked(this_rq, sd);
4300         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
4301                                    &sd_idle, cpus, NULL);
4302         if (!group) {
4303                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
4304                 goto out_balanced;
4305         }
4306
4307         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
4308         if (!busiest) {
4309                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
4310                 goto out_balanced;
4311         }
4312
4313         BUG_ON(busiest == this_rq);
4314
4315         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
4316
4317         ld_moved = 0;
4318         if (busiest->nr_running > 1) {
4319                 /* Attempt to move tasks */
4320                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4321                 /* this_rq->clock is already updated */
4322                 update_rq_clock(busiest);
4323                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4324                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
4325                                         &all_pinned);
4326                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4327
4328                 if (unlikely(all_pinned)) {
4329                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4330                         if (!cpumask_empty(cpus))
4331                                 goto redo;
4332                 }
4333         }
4334
4335         if (!ld_moved) {
4336                 int active_balance = 0;
4337
4338                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
4339                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4340                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4341                         return -1;
4342
4343                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4344                         return -1;
4345
4346                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
4347                         return -1;
4348
4349                 /*
4350                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4351                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4352                  * package. The same method used to move task in load_balance()
4353                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
4354                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
4355                  *
4356                  * The package power saving logic comes from
4357                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
4358                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
4359                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4360                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4361                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4362                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4363                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4364                  *
4365                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4366                  * will be more than one task in the source run queue and
4367                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4368                  * active balance code will not be triggered.
4369                  */
4370
4371                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
4372                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4373
4374                 /*
4375                  * don't kick the migration_thread, if the curr
4376                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4377                  */
4378                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4379                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4380                         all_pinned = 1;
4381                         return ld_moved;
4382                 }
4383
4384                 if (!busiest->active_balance) {
4385                         busiest->active_balance = 1;
4386                         busiest->push_cpu = this_cpu;
4387                         active_balance = 1;
4388                 }
4389
4390                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4391                 /*
4392                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
4393                  */
4394                 spin_unlock(&this_rq->lock);
4395                 if (active_balance)
4396                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
4397                 spin_lock(&this_rq->lock);
4398
4399         } else
4400                 sd->nr_balance_failed = 0;
4401
4402         update_shares_locked(this_rq, sd);
4403         return ld_moved;
4404
4405 out_balanced:
4406         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
4407         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4408             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4409                 return -1;
4410         sd->nr_balance_failed = 0;
4411
4412         return 0;
4413 }
4414
4415 /*
4416  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4417  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4418  */
4419 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4420 {
4421         struct sched_domain *sd;
4422         int pulled_task = 0;
4423         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4424
4425         this_rq->idle_stamp = this_rq->clock;
4426
4427         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
4428                 return;
4429
4430         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4431                 unsigned long interval;
4432
4433                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4434                         continue;
4435
4436                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
4437                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4438                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
4439                                                            sd);
4440
4441                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4442                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4443                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4444                 if (pulled_task) {
4445                         this_rq->idle_stamp = 0;
4446                         break;
4447                 }
4448         }
4449         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4450                 /*
4451                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4452                  * a busy processor. So reset next_balance.
4453                  */
4454                 this_rq->next_balance = next_balance;
4455         }
4456 }
4457
4458 /*
4459  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
4460  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
4461  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
4462  * logical imbalances.
4463  *
4464  * Called with busiest_rq locked.
4465  */
4466 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
4467 {
4468         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4469         struct sched_domain *sd;
4470         struct rq *target_rq;
4471
4472         /* Is there any task to move? */
4473         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4474                 return;
4475
4476         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4477
4478         /*
4479          * This condition is "impossible", if it occurs
4480          * we need to fix it. Originally reported by
4481          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4482          */
4483         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4484
4485         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4486         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4487         update_rq_clock(busiest_rq);
4488         update_rq_clock(target_rq);
4489
4490         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4491         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4492                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4493                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4494                                 break;
4495         }
4496
4497         if (likely(sd)) {
4498                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4499
4500                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4501                                   sd, CPU_IDLE))
4502                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4503                 else
4504                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4505         }
4506         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4507 }
4508
4509 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4510 static struct {
4511         atomic_t load_balancer;
4512         cpumask_var_t cpu_mask;
4513         cpumask_var_t ilb_grp_nohz_mask;
4514 } nohz ____cacheline_aligned = {
4515         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
4516 };
4517
4518 int get_nohz_load_balancer(void)
4519 {
4520         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
4521 }
4522
4523 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
4524 /**
4525  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
4526  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
4527  *              be returned.
4528  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
4529  *              for the given cpu.
4530  *
4531  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
4532  */
4533 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
4534 {
4535         struct sched_domain *sd;
4536
4537         for_each_domain(cpu, sd)
4538                 if (sd && (sd->flags & flag))
4539                         break;
4540
4541         return sd;
4542 }
4543
4544 /**
4545  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
4546  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
4547  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
4548  *              for cpu.
4549  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
4550  *
4551  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
4552  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
4553  */
4554 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
4555         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
4556                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
4557
4558 /**
4559  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
4560  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
4561  *
4562  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
4563  *
4564  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
4565  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
4566  * sched_group is semi-idle or not.
4567  */
4568 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
4569 {
4570         cpumask_and(nohz.ilb_grp_nohz_mask, nohz.cpu_mask,
4571                                         sched_group_cpus(ilb_group));
4572
4573         /*
4574          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
4575          * and atleast one idle cpu.
4576          */
4577         if (cpumask_empty(nohz.ilb_grp_nohz_mask))
4578                 return 0;
4579
4580         if (cpumask_equal(nohz.ilb_grp_nohz_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
4581                 return 0;
4582
4583         return 1;
4584 }
4585 /**
4586  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
4587  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
4588  *
4589  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
4590  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
4591  *
4592  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
4593  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
4594  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
4595  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
4596  */
4597 static int find_new_ilb(int cpu)
4598 {
4599         struct sched_domain *sd;
4600         struct sched_group *ilb_group;
4601
4602         /*
4603          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
4604          * when power-aware load balancing is enabled
4605          */
4606         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
4607                 goto out_done;
4608
4609         /*
4610          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
4611          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
4612          */
4613         if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) < 2)
4614                 goto out_done;
4615
4616         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
4617                 ilb_group = sd->groups;
4618
4619                 do {
4620                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
4621                                 return cpumask_first(nohz.ilb_grp_nohz_mask);
4622
4623                         ilb_group = ilb_group->next;
4624
4625                 } while (ilb_group != sd->groups);
4626         }
4627
4628 out_done:
4629         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4630 }
4631 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
4632 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4633 {
4634         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4635 }
4636 #endif
4637
4638 /*
4639  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4640  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4641  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
4642  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
4643  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
4644  * arrives...
4645  *
4646  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
4647  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
4648  * nohz.cpu_mask..
4649  *
4650  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
4651  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
4652  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
4653  * there is no need for ilb owner.
4654  *
4655  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
4656  * next busy scheduler_tick()
4657  */
4658 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4659 {
4660         int cpu = smp_processor_id();
4661
4662         if (stop_tick) {
4663                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
4664
4665                 if (!cpu_active(cpu)) {
4666                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4667                                 return 0;
4668
4669                         /*
4670                          * If we are going offline and still the leader,
4671                          * give up!
4672                          */
4673                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4674                                 BUG();
4675
4676                         return 0;
4677                 }
4678
4679                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4680
4681                 /* time for ilb owner also to sleep */
4682                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_active_cpus()) {
4683                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4684                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4685                         return 0;
4686                 }
4687
4688                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4689                         /* make me the ilb owner */
4690                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
4691                                 return 1;
4692                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4693                         int new_ilb;
4694
4695                         if (!(sched_smt_power_savings ||
4696                                                 sched_mc_power_savings))
4697                                 return 1;
4698                         /*
4699                          * Check to see if there is a more power-efficient
4700                          * ilb.
4701                          */
4702                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
4703                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
4704                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4705                                 resched_cpu(new_ilb);
4706                                 return 0;
4707                         }
4708                         return 1;
4709                 }
4710         } else {
4711                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4712                         return 0;
4713
4714                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4715
4716                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4717                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4718                                 BUG();
4719         }
4720         return 0;
4721 }
4722 #endif
4723
4724 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4725
4726 /*
4727  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4728  * and initiates a balancing operation if so.
4729  *
4730  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4731  */
4732 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4733 {
4734         int balance = 1;
4735         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4736         unsigned long interval;
4737         struct sched_domain *sd;
4738         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4739         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4740         int update_next_balance = 0;
4741         int need_serialize;
4742
4743         for_each_domain(cpu, sd) {
4744                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4745                         continue;
4746
4747                 interval = sd->balance_interval;
4748                 if (idle != CPU_IDLE)
4749                         interval *= sd->busy_factor;
4750
4751                 /* scale ms to jiffies */
4752                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4753                 if (unlikely(!interval))
4754                         interval = 1;
4755                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
4756                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
4757
4758                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4759
4760                 if (need_serialize) {
4761                         if (!spin_trylock(&balancing))
4762                                 goto out;
4763                 }
4764
4765                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4766                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4767                                 /*
4768                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4769                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
4770                                  * not idle.
4771                                  */
4772                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4773                         }
4774                         sd->last_balance = jiffies;
4775                 }
4776                 if (need_serialize)
4777                         spin_unlock(&balancing);
4778 out:
4779                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4780                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4781                         update_next_balance = 1;
4782                 }
4783
4784                 /*
4785                  * Stop the load balance at this level. There is another
4786                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4787                  * actively.
4788                  */
4789                 if (!balance)
4790                         break;
4791         }
4792
4793         /*
4794          * next_balance will be updated only when there is a need.
4795          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4796          * updated.
4797          */
4798         if (likely(update_next_balance))
4799                 rq->next_balance = next_balance;
4800 }
4801
4802 /*
4803  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4804  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
4805  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4806  */
4807 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4808 {
4809         int this_cpu = smp_processor_id();
4810         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4811         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
4812                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4813
4814         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4815
4816 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4817         /*
4818          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
4819          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4820          * stopped.
4821          */
4822         if (this_rq->idle_at_tick &&
4823             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
4824                 struct rq *rq;
4825                 int balance_cpu;
4826
4827                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
4828                         if (balance_cpu == this_cpu)
4829                                 continue;
4830
4831                         /*
4832                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4833                          * work being done for other cpus. Next load
4834                          * balancing owner will pick it up.
4835                          */
4836                         if (need_resched())
4837                                 break;
4838
4839                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4840
4841                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
4842                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4843                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4844                 }
4845         }
4846 #endif
4847 }
4848
4849 static inline int on_null_domain(int cpu)
4850 {
4851         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
4852 }
4853
4854 /*
4855  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4856  *
4857  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
4858  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
4859  * if the whole system is idle.
4860  */
4861 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4862 {
4863 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4864         /*
4865          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4866          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4867          * load balancer.
4868          */
4869         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4870                 rq->in_nohz_recently = 0;
4871
4872                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4873                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4874                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4875                 }
4876
4877                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4878                         int ilb = find_new_ilb(cpu);
4879
4880                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4881                                 resched_cpu(ilb);
4882                 }
4883         }
4884
4885         /*
4886          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4887          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4888          */
4889         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4890             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4891                 resched_cpu(cpu);
4892                 return;
4893         }
4894
4895         /*
4896          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4897          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4898          */
4899         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4900             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4901                 return;
4902 #endif
4903         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4904         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4905             likely(!on_null_domain(cpu)))
4906                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4907 }
4908
4909 #else   /* CONFIG_SMP */
4910
4911 /*
4912  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4913  */
4914 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4915 {
4916 }
4917
4918 #endif
4919
4920 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4921
4922 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4923
4924 /*
4925  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4926  * @p in case that task is currently running.
4927  *
4928  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4929  */
4930 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4931 {
4932         u64 ns = 0;
4933
4934         if (task_current(rq, p)) {
4935                 update_rq_clock(rq);
4936                 ns = rq->clock - p->se.exec_start;
4937                 if ((s64)ns < 0)
4938                         ns = 0;
4939         }
4940
4941         return ns;
4942 }
4943
4944 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4945 {
4946         unsigned long flags;
4947         struct rq *rq;
4948         u64 ns = 0;
4949
4950         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4951         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4952         task_rq_unlock(rq, &flags);
4953
4954         return ns;
4955 }
4956
4957 /*
4958  * Return accounted runtime for the task.
4959  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4960  * pending runtime that have not been accounted yet.
4961  */
4962 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4963 {
4964         unsigned long flags;
4965         struct rq *rq;
4966         u64 ns = 0;
4967
4968         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4969         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4970         task_rq_unlock(rq, &flags);
4971
4972         return ns;
4973 }
4974
4975 /*
4976  * Return sum_exec_runtime for the thread group.
4977  * In case the task is currently running, return the sum plus current's
4978  * pending runtime that have not been accounted yet.
4979  *
4980  * Note that the thread group might have other running tasks as well,
4981  * so the return value not includes other pending runtime that other
4982  * running tasks might have.
4983  */
4984 unsigned long long thread_group_sched_runtime(struct task_struct *p)
4985 {
4986         struct task_cputime totals;
4987         unsigned long flags;
4988         struct rq *rq;
4989         u64 ns;
4990
4991         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4992         thread_group_cputime(p, &totals);
4993         ns = totals.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4994         task_rq_unlock(rq, &flags);
4995
4996         return ns;
4997 }
4998
4999 /*
5000  * Account user cpu time to a process.
5001  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5002  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
5003  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5004  */
5005 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5006                        cputime_t cputime_scaled)
5007 {
5008         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5009         cputime64_t tmp;
5010
5011         /* Add user time to process. */
5012         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5013         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5014         account_group_user_time(p, cputime);
5015
5016         /* Add user time to cpustat. */
5017         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5018         if (TASK_NICE(p) > 0)
5019                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
5020         else
5021                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5022
5023         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
5024         /* Account for user time used */
5025         acct_update_integrals(p);
5026 }
5027
5028 /*
5029  * Account guest cpu time to a process.
5030  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5031  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
5032  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5033  */
5034 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5035                                cputime_t cputime_scaled)
5036 {
5037         cputime64_t tmp;
5038         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5039
5040         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5041
5042         /* Add guest time to process. */
5043         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5044         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5045         account_group_user_time(p, cputime);
5046         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
5047
5048         /* Add guest time to cpustat. */
5049         if (TASK_NICE(p) > 0) {
5050                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
5051                 cpustat->guest_nice = cputime64_add(cpustat->guest_nice, tmp);
5052         } else {
5053                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5054                 cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
5055         }
5056 }
5057
5058 /*
5059  * Account system cpu time to a process.
5060  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5061  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
5062  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
5063  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5064  */
5065 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
5066                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
5067 {
5068         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5069         cputime64_t tmp;
5070
5071         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
5072                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
5073                 return;
5074         }
5075
5076         /* Add system time to process. */
5077         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
5078         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
5079         account_group_system_time(p, cputime);
5080
5081         /* Add system time to cpustat. */
5082         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5083         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
5084                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
5085         else if (softirq_count())
5086                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
5087         else
5088                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
5089
5090         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
5091
5092         /* Account for system time used */
5093         acct_update_integrals(p);
5094 }
5095
5096 /*
5097  * Account for involuntary wait time.
5098  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
5099  */
5100 void account_steal_time(cputime_t cputime)
5101 {
5102         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5103         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5104
5105         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
5106 }
5107
5108 /*
5109  * Account for idle time.
5110  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
5111  */
5112 void account_idle_time(cputime_t cputime)
5113 {
5114         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5115         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5116         struct rq *rq = this_rq();
5117
5118         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
5119                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
5120         else
5121                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
5122 }
5123
5124 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5125
5126 /*
5127  * Account a single tick of cpu time.
5128  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5129  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
5130  */
5131 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
5132 {
5133         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
5134         struct rq *rq = this_rq();
5135
5136         if (user_tick)
5137                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
5138         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
5139                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
5140                                     one_jiffy_scaled);
5141         else
5142                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
5143 }
5144
5145 /*
5146  * Account multiple ticks of steal time.
5147  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
5148  * @ticks: number of stolen ticks
5149  */
5150 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
5151 {
5152         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5153 }
5154
5155 /*
5156  * Account multiple ticks of idle time.
5157  * @ticks: number of stolen ticks
5158  */
5159 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
5160 {
5161         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5162 }
5163
5164 #endif
5165
5166 /*
5167  * Use precise platform statistics if available:
5168  */
5169 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5170 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5171 {
5172         *ut = p->utime;
5173         *st = p->stime;
5174 }
5175
5176 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5177 {
5178         struct task_cputime cputime;
5179
5180         thread_group_cputime(p, &cputime);
5181
5182         *ut = cputime.utime;
5183         *st = cputime.stime;
5184 }
5185 #else
5186
5187 #ifndef nsecs_to_cputime
5188 # define nsecs_to_cputime(__nsecs)      nsecs_to_jiffies(__nsecs)
5189 #endif
5190
5191 void task_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5192 {
5193         cputime_t rtime, utime = p->utime, total = cputime_add(utime, p->stime);
5194
5195         /*
5196          * Use CFS's precise accounting:
5197          */
5198         rtime = nsecs_to_cputime(p->se.sum_exec_runtime);
5199
5200         if (total) {
5201                 u64 temp;
5202
5203                 temp = (u64)(rtime * utime);
5204                 do_div(temp, total);
5205                 utime = (cputime_t)temp;
5206         } else
5207                 utime = rtime;
5208
5209         /*
5210          * Compare with previous values, to keep monotonicity:
5211          */
5212         p->prev_utime = max(p->prev_utime, utime);
5213         p->prev_stime = max(p->prev_stime, cputime_sub(rtime, p->prev_utime));
5214
5215         *ut = p->prev_utime;
5216         *st = p->prev_stime;
5217 }
5218
5219 /*
5220  * Must be called with siglock held.
5221  */
5222 void thread_group_times(struct task_struct *p, cputime_t *ut, cputime_t *st)
5223 {
5224         struct signal_struct *sig = p->signal;
5225         struct task_cputime cputime;
5226         cputime_t rtime, utime, total;
5227
5228         thread_group_cputime(p, &cputime);
5229
5230         total = cputime_add(cputime.utime, cputime.stime);
5231         rtime = nsecs_to_cputime(cputime.sum_exec_runtime);
5232
5233         if (total) {
5234                 u64 temp;
5235
5236                 temp = (u64)(rtime * cputime.utime);
5237                 do_div(temp, total);
5238                 utime = (cputime_t)temp;
5239         } else
5240                 utime = rtime;
5241
5242         sig->prev_utime = max(sig->prev_utime, utime);
5243         sig->prev_stime = max(sig->prev_stime,
5244                               cputime_sub(rtime, sig->prev_utime));
5245
5246         *ut = sig->prev_utime;
5247         *st = sig->prev_stime;
5248 }
5249 #endif
5250
5251 /*
5252  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5253  * We call it with interrupts disabled.
5254  *
5255  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
5256  * timeslices.
5257  */
5258 void scheduler_tick(void)
5259 {
5260         int cpu = smp_processor_id();
5261         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5262         struct task_struct *curr = rq->curr;
5263
5264         sched_clock_tick();
5265
5266         spin_lock(&rq->lock);
5267         update_rq_clock(rq);
5268         update_cpu_load(rq);
5269         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5270         spin_unlock(&rq->lock);
5271
5272         perf_event_task_tick(curr, cpu);
5273
5274 #ifdef CONFIG_SMP
5275         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
5276         trigger_load_balance(rq, cpu);
5277 #endif
5278 }
5279
5280 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
5281 {
5282         if (in_lock_functions(addr)) {
5283                 addr = CALLER_ADDR2;
5284                 if (in_lock_functions(addr))
5285                         addr = CALLER_ADDR3;
5286         }
5287         return addr;
5288 }
5289
5290 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5291                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
5292
5293 void __kprobes add_preempt_count(int val)
5294 {
5295 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5296         /*
5297          * Underflow?
5298          */
5299         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5300                 return;
5301 #endif
5302         preempt_count() += val;
5303 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5304         /*
5305          * Spinlock count overflowing soon?
5306          */
5307         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5308                                 PREEMPT_MASK - 10);
5309 #endif
5310         if (preempt_count() == val)
5311                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5312 }
5313 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
5314
5315 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
5316 {
5317 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5318         /*
5319          * Underflow?
5320          */
5321         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5322                 return;
5323         /*
5324          * Is the spinlock portion underflowing?
5325          */
5326         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5327                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5328                 return;
5329 #endif
5330
5331         if (preempt_count() == val)
5332                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5333         preempt_count() -= val;
5334 }
5335 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
5336
5337 #endif
5338
5339 /*
5340  * Print scheduling while atomic bug:
5341  */
5342 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5343 {
5344         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
5345
5346         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5347                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5348
5349         debug_show_held_locks(prev);
5350         print_modules();
5351         if (irqs_disabled())
5352                 print_irqtrace_events(prev);
5353
5354         if (regs)
5355                 show_regs(regs);
5356         else
5357                 dump_stack();
5358 }
5359
5360 /*
5361  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5362  */
5363 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
5364 {
5365         /*
5366          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
5367          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
5368          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
5369          */
5370         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
5371                 __schedule_bug(prev);
5372
5373         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5374
5375         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
5376 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5377         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
5378                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
5379                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
5380         }
5381 #endif
5382 }
5383
5384 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5385 {
5386         if (prev->state == TASK_RUNNING) {
5387                 u64 runtime = prev->se.sum_exec_runtime;
5388
5389                 runtime -= prev->se.prev_sum_exec_runtime;
5390                 runtime = min_t(u64, runtime, 2*sysctl_sched_migration_cost);
5391
5392                 /*
5393                  * In order to avoid avg_overlap growing stale when we are
5394                  * indeed overlapping and hence not getting put to sleep, grow
5395                  * the avg_overlap on preemption.
5396                  *
5397                  * We use the average preemption runtime because that
5398                  * correlates to the amount of cache footprint a task can
5399                  * build up.
5400                  */
5401                 update_avg(&prev->se.avg_overlap, runtime);
5402         }
5403         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
5404 }
5405
5406 /*
5407  * Pick up the highest-prio task:
5408  */
5409 static inline struct task_struct *
5410 pick_next_task(struct rq *rq)
5411 {
5412         const struct sched_class *class;
5413         struct task_struct *p;
5414
5415         /*
5416          * Optimization: we know that if all tasks are in
5417          * the fair class we can call that function directly:
5418          */
5419         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
5420                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
5421                 if (likely(p))
5422                         return p;
5423         }
5424
5425         class = sched_class_highest;
5426         for ( ; ; ) {
5427                 p = class->pick_next_task(rq);
5428                 if (p)
5429                         return p;
5430                 /*
5431                  * Will never be NULL as the idle class always
5432                  * returns a non-NULL p:
5433                  */
5434                 class = class->next;
5435         }
5436 }
5437
5438 /*
5439  * schedule() is the main scheduler function.
5440  */
5441 asmlinkage void __sched schedule(void)
5442 {
5443         struct task_struct *prev, *next;
5444         unsigned long *switch_count;
5445         struct rq *rq;
5446         int cpu;
5447
5448 need_resched:
5449         preempt_disable();
5450         cpu = smp_processor_id();
5451         rq = cpu_rq(cpu);
5452         rcu_sched_qs(cpu);
5453         prev = rq->curr;
5454         switch_count = &prev->nivcsw;
5455
5456         release_kernel_lock(prev);
5457 need_resched_nonpreemptible:
5458
5459         schedule_debug(prev);
5460
5461         if (sched_feat(HRTICK))
5462                 hrtick_clear(rq);
5463
5464         spin_lock_irq(&rq->lock);
5465         update_rq_clock(rq);
5466         clear_tsk_need_resched(prev);
5467
5468         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
5469                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
5470                         prev->state = TASK_RUNNING;
5471                 else
5472                         deactivate_task(rq, prev, 1);
5473                 switch_count = &prev->nvcsw;
5474         }
5475
5476         pre_schedule(rq, prev);
5477
5478         if (unlikely(!rq->nr_running))
5479                 idle_balance(cpu, rq);
5480
5481         put_prev_task(rq, prev);
5482         next = pick_next_task(rq);
5483
5484         if (likely(prev != next)) {
5485                 sched_info_switch(prev, next);
5486                 perf_event_task_sched_out(prev, next, cpu);
5487
5488                 rq->nr_switches++;
5489                 rq->curr = next;
5490                 ++*switch_count;
5491
5492                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
5493                 /*
5494                  * the context switch might have flipped the stack from under
5495                  * us, hence refresh the local variables.
5496                  */
5497                 cpu = smp_processor_id();
5498                 rq = cpu_rq(cpu);
5499         } else
5500                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
5501
5502         post_schedule(rq);
5503
5504         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
5505                 goto need_resched_nonpreemptible;
5506
5507         preempt_enable_no_resched();
5508         if (need_resched())
5509                 goto need_resched;
5510 }
5511 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5512
5513 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
5514 /*
5515  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
5516  * access and not reliable.
5517  */
5518 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct thread_info *owner)
5519 {
5520         unsigned int cpu;
5521         struct rq *rq;
5522
5523         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
5524                 return 0;
5525
5526 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
5527         /*
5528          * Need to access the cpu field knowing that
5529          * DEBUG_PAGEALLOC could have unmapped it if
5530          * the mutex owner just released it and exited.
5531          */
5532         if (probe_kernel_address(&owner->cpu, cpu))
5533                 goto out;
5534 #else
5535         cpu = owner->cpu;
5536 #endif
5537
5538         /*
5539          * Even if the access succeeded (likely case),
5540          * the cpu field may no longer be valid.
5541          */
5542         if (cpu >= nr_cpumask_bits)
5543                 goto out;
5544
5545         /*
5546          * We need to validate that we can do a
5547          * get_cpu() and that we have the percpu area.
5548          */
5549         if (!cpu_online(cpu))
5550                 goto out;
5551
5552         rq = cpu_rq(cpu);
5553
5554         for (;;) {
5555                 /*
5556                  * Owner changed, break to re-assess state.
5557                  */
5558                 if (lock->owner != owner)
5559                         break;
5560
5561                 /*
5562                  * Is that owner really running on that cpu?
5563                  */
5564                 if (task_thread_info(rq->curr) != owner || need_resched())
5565                         return 0;
5566
5567                 cpu_relax();
5568         }
5569 out:
5570         return 1;
5571 }
5572 #endif
5573
5574 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5575 /*
5576  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5577  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
5578  * occur there and call schedule directly.
5579  */
5580 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
5581 {
5582         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5583
5584         /*
5585          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5586          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5587          */
5588         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
5589                 return;
5590
5591         do {
5592                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5593                 schedule();
5594                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5595
5596                 /*
5597                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5598                  * between schedule and now.
5599                  */
5600                 barrier();
5601         } while (need_resched());
5602 }
5603 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5604
5605 /*
5606  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
5607  * off of irq context.
5608  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5609  * protect us against recursive calling from irq.
5610  */
5611 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
5612 {
5613         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5614
5615         /* Catch callers which need to be fixed */
5616         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
5617
5618         do {
5619                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5620                 local_irq_enable();
5621                 schedule();
5622                 local_irq_disable();
5623                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5624
5625                 /*
5626                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5627                  * between schedule and now.
5628                  */
5629                 barrier();
5630         } while (need_resched());
5631 }
5632
5633 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
5634
5635 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
5636                           void *key)
5637 {
5638         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
5639 }
5640 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5641
5642 /*
5643  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
5644  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
5645  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
5646  *
5647  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
5648  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
5649  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
5650  */
5651 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5652                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
5653 {
5654         wait_queue_t *curr, *next;
5655
5656         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
5657                 unsigned flags = curr->flags;
5658
5659                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
5660                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
5661                         break;
5662         }
5663 }
5664
5665 /**
5666  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
5667  * @q: the waitqueue
5668  * @mode: which threads
5669  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5670  * @key: is directly passed to the wakeup function
5671  *
5672  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5673  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5674  */
5675 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5676                         int nr_exclusive, void *key)
5677 {
5678         unsigned long flags;
5679
5680         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5681         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
5682         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5683 }
5684 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
5685
5686 /*
5687  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
5688  */
5689 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
5690 {
5691         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
5692 }
5693
5694 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
5695 {
5696         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
5697 }
5698
5699 /**
5700  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
5701  * @q: the waitqueue
5702  * @mode: which threads
5703  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5704  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
5705  *
5706  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
5707  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
5708  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
5709  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
5710  *
5711  * On UP it can prevent extra preemption.
5712  *
5713  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5714  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5715  */
5716 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5717                         int nr_exclusive, void *key)
5718 {
5719         unsigned long flags;
5720         int wake_flags = WF_SYNC;
5721
5722         if (unlikely(!q))
5723                 return;
5724
5725         if (unlikely(!nr_exclusive))
5726                 wake_flags = 0;
5727
5728         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5729         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
5730         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5731 }
5732 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
5733
5734 /*
5735  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
5736  */
5737 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
5738 {
5739         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
5740 }
5741 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
5742
5743 /**
5744  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
5745  * @x:  holds the state of this particular completion
5746  *
5747  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
5748  * awakened in the same order in which they were queued.
5749  *
5750  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
5751  *
5752  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5753  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5754  */
5755 void complete(struct completion *x)
5756 {
5757         unsigned long flags;
5758
5759         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5760         x->done++;
5761         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
5762         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5763 }
5764 EXPORT_SYMBOL(complete);
5765
5766 /**
5767  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
5768  * @x:  holds the state of this particular completion
5769  *
5770  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
5771  *
5772  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5773  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5774  */
5775 void complete_all(struct completion *x)
5776 {
5777         unsigned long flags;
5778
5779         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5780         x->done += UINT_MAX/2;
5781         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
5782         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5783 }
5784 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
5785
5786 static inline long __sched
5787 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5788 {
5789         if (!x->done) {
5790                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
5791
5792                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
5793                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
5794                 do {
5795                         if (signal_pending_state(state, current)) {
5796                                 timeout = -ERESTARTSYS;
5797                                 break;
5798                         }
5799                         __set_current_state(state);
5800                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5801                         timeout = schedule_timeout(timeout);
5802                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5803                 } while (!x->done && timeout);
5804                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
5805                 if (!x->done)
5806                         return timeout;
5807         }
5808         x->done--;
5809         return timeout ?: 1;
5810 }
5811
5812 static long __sched
5813 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5814 {
5815         might_sleep();
5816
5817         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5818         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5819         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5820         return timeout;
5821 }
5822
5823 /**
5824  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5825  * @x:  holds the state of this particular completion
5826  *
5827  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5828  * interruptible and there is no timeout.
5829  *
5830  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5831  * and interrupt capability. Also see complete().
5832  */
5833 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5834 {
5835         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5836 }
5837 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5838
5839 /**
5840  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5841  * @x:  holds the state of this particular completion
5842  * @timeout:  timeout value in jiffies
5843  *
5844  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5845  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5846  * interruptible.
5847  */
5848 unsigned long __sched
5849 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5850 {
5851         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5852 }
5853 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5854
5855 /**
5856  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5857  * @x:  holds the state of this particular completion
5858  *
5859  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5860  * interruptible.
5861  */
5862 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5863 {
5864         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5865         if (t == -ERESTARTSYS)
5866                 return t;
5867         return 0;
5868 }
5869 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5870
5871 /**
5872  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5873  * @x:  holds the state of this particular completion
5874  * @timeout:  timeout value in jiffies
5875  *
5876  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5877  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5878  */
5879 unsigned long __sched
5880 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5881                                           unsigned long timeout)
5882 {
5883         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5884 }
5885 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5886
5887 /**
5888  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5889  * @x:  holds the state of this particular completion
5890  *
5891  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5892  * interrupted by a kill signal.
5893  */
5894 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5895 {
5896         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5897         if (t == -ERESTARTSYS)
5898                 return t;
5899         return 0;
5900 }
5901 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5902
5903 /**
5904  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5905  *      @x:     completion structure
5906  *
5907  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5908  *               1 if a decrement succeeded.
5909  *
5910  *      If a completion is being used as a counting completion,
5911  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5912  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5913  *      is protecting is not available.
5914  */
5915 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5916 {
5917         int ret = 1;
5918
5919         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5920         if (!x->done)
5921                 ret = 0;
5922         else
5923                 x->done--;
5924         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5925         return ret;
5926 }
5927 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5928
5929 /**
5930  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5931  *      @x:     completion structure
5932  *
5933  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5934  *               1 if there are no waiters.
5935  *
5936  */
5937 bool completion_done(struct completion *x)
5938 {
5939         int ret = 1;
5940
5941         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5942         if (!x->done)
5943                 ret = 0;
5944         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5945         return ret;
5946 }
5947 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5948
5949 static long __sched
5950 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5951 {
5952         unsigned long flags;
5953         wait_queue_t wait;
5954
5955         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5956
5957         __set_current_state(state);
5958
5959         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5960         __add_wait_queue(q, &wait);
5961         spin_unlock(&q->lock);
5962         timeout = schedule_timeout(timeout);
5963         spin_lock_irq(&q->lock);
5964         __remove_wait_queue(q, &wait);
5965         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5966
5967         return timeout;
5968 }
5969
5970 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5971 {
5972         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5973 }
5974 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
5975
5976 long __sched
5977 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5978 {
5979         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
5980 }
5981 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
5982
5983 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5984 {
5985         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5986 }
5987 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
5988
5989 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5990 {
5991         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
5992 }
5993 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
5994
5995 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5996
5997 /*
5998  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5999  * @p: task
6000  * @prio: prio value (kernel-internal form)
6001  *
6002  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
6003  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
6004  *
6005  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
6006  */
6007 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
6008 {
6009         unsigned long flags;
6010         int oldprio, on_rq, running;
6011         struct rq *rq;
6012         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6013
6014         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
6015
6016         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6017         update_rq_clock(rq);
6018
6019         oldprio = p->prio;
6020         on_rq = p->se.on_rq;
6021         running = task_current(rq, p);
6022         if (on_rq)
6023                 dequeue_task(rq, p, 0);
6024         if (running)
6025                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6026
6027         if (rt_prio(prio))
6028                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6029         else
6030                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6031
6032         p->prio = prio;
6033
6034         if (running)
6035                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6036         if (on_rq) {
6037                 enqueue_task(rq, p, 0);
6038
6039                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6040         }
6041         task_rq_unlock(rq, &flags);
6042 }
6043
6044 #endif
6045
6046 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6047 {
6048         int old_prio, delta, on_rq;
6049         unsigned long flags;
6050         struct rq *rq;
6051
6052         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
6053                 return;
6054         /*
6055          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6056          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6057          */
6058         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6059         update_rq_clock(rq);
6060         /*
6061          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
6062          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
6063          * it wont have any effect on scheduling until the task is
6064          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
6065          */
6066         if (task_has_rt_policy(p)) {
6067                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6068                 goto out_unlock;
6069         }
6070         on_rq = p->se.on_rq;
6071         if (on_rq)
6072                 dequeue_task(rq, p, 0);
6073
6074         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6075         set_load_weight(p);
6076         old_prio = p->prio;
6077         p->prio = effective_prio(p);
6078         delta = p->prio - old_prio;
6079
6080         if (on_rq) {
6081                 enqueue_task(rq, p, 0);
6082                 /*
6083                  * If the task increased its priority or is running and
6084                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
6085                  */
6086                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
6087                         resched_task(rq->curr);
6088         }
6089 out_unlock:
6090         task_rq_unlock(rq, &flags);
6091 }
6092 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
6093
6094 /*
6095  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
6096  * @p: task
6097  * @nice: nice value
6098  */
6099 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
6100 {
6101         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
6102         int nice_rlim = 20 - nice;
6103
6104         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
6105                 capable(CAP_SYS_NICE));
6106 }
6107
6108 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
6109
6110 /*
6111  * sys_nice - change the priority of the current process.
6112  * @increment: priority increment
6113  *
6114  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
6115  * does similar things.
6116  */
6117 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
6118 {
6119         long nice, retval;
6120
6121         /*
6122          * Setpriority might change our priority at the same moment.
6123          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
6124          * and we have a single winner.
6125          */
6126         if (increment < -40)
6127                 increment = -40;
6128         if (increment > 40)
6129                 increment = 40;
6130
6131         nice = TASK_NICE(current) + increment;
6132         if (nice < -20)
6133                 nice = -20;
6134         if (nice > 19)
6135                 nice = 19;
6136
6137         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
6138                 return -EPERM;
6139
6140         retval = security_task_setnice(current, nice);
6141         if (retval)
6142                 return retval;
6143
6144         set_user_nice(current, nice);
6145         return 0;
6146 }
6147
6148 #endif
6149
6150 /**
6151  * task_prio - return the priority value of a given task.
6152  * @p: the task in question.
6153  *
6154  * This is the priority value as seen by users in /proc.
6155  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
6156  * around 0, value goes from -16 to +15.
6157  */
6158 int task_prio(const struct task_struct *p)
6159 {
6160         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6161 }
6162
6163 /**
6164  * task_nice - return the nice value of a given task.
6165  * @p: the task in question.
6166  */
6167 int task_nice(const struct task_struct *p)
6168 {
6169         return TASK_NICE(p);
6170 }
6171 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
6172
6173 /**
6174  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
6175  * @cpu: the processor in question.
6176  */
6177 int idle_cpu(int cpu)
6178 {
6179         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
6180 }
6181
6182 /**
6183  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
6184  * @cpu: the processor in question.
6185  */
6186 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6187 {
6188         return cpu_rq(cpu)->idle;
6189 }
6190
6191 /**
6192  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
6193  * @pid: the pid in question.
6194  */
6195 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
6196 {
6197         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6198 }
6199
6200 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
6201 static void
6202 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
6203 {
6204         BUG_ON(p->se.on_rq);
6205
6206         p->policy = policy;
6207         p->rt_priority = prio;
6208         p->normal_prio = normal_prio(p);
6209         /* we are holding p->pi_lock already */
6210         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
6211         if (rt_prio(p->prio))
6212                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6213         else
6214                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6215         set_load_weight(p);
6216 }
6217
6218 /*
6219  * check the target process has a UID that matches the current process's
6220  */
6221 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
6222 {
6223         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
6224         bool match;
6225
6226         rcu_read_lock();
6227         pcred = __task_cred(p);
6228         match = (cred->euid == pcred->euid ||
6229                  cred->euid == pcred->uid);
6230         rcu_read_unlock();
6231         return match;
6232 }
6233
6234 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6235                                 struct sched_param *param, bool user)
6236 {
6237         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
6238         unsigned long flags;
6239         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6240         struct rq *rq;
6241         int reset_on_fork;
6242
6243         /* may grab non-irq protected spin_locks */
6244         BUG_ON(in_interrupt());
6245 recheck:
6246         /* double check policy once rq lock held */
6247         if (policy < 0) {
6248                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
6249                 policy = oldpolicy = p->policy;
6250         } else {
6251                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
6252                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
6253
6254                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
6255                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
6256                                 policy != SCHED_IDLE)
6257                         return -EINVAL;
6258         }
6259
6260         /*
6261          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
6262          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
6263          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
6264          */
6265         if (param->sched_priority < 0 ||
6266             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
6267             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
6268                 return -EINVAL;
6269         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
6270                 return -EINVAL;
6271
6272         /*
6273          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
6274          */
6275         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
6276                 if (rt_policy(policy)) {
6277                         unsigned long rlim_rtprio;
6278
6279                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
6280                                 return -ESRCH;
6281                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
6282                         unlock_task_sighand(p, &flags);
6283
6284                         /* can't set/change the rt policy */
6285                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
6286                                 return -EPERM;
6287
6288                         /* can't increase priority */
6289                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
6290                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
6291                                 return -EPERM;
6292                 }
6293                 /*
6294                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
6295                  * move out of SCHED_IDLE either:
6296                  */
6297                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
6298                         return -EPERM;
6299
6300                 /* can't change other user's priorities */
6301                 if (!check_same_owner(p))
6302                         return -EPERM;
6303
6304                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
6305                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
6306                         return -EPERM;
6307         }
6308
6309         if (user) {
6310 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6311                 /*
6312                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
6313                  * assigned.
6314                  */
6315                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
6316                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6317                         return -EPERM;
6318 #endif
6319
6320                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
6321                 if (retval)
6322                         return retval;
6323         }
6324
6325         /*
6326          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
6327          * changing the priority of the task:
6328          */
6329         spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6330         /*
6331          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
6332          * runqueue lock must be held.
6333          */
6334         rq = __task_rq_lock(p);
6335         /* recheck policy now with rq lock held */
6336         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
6337                 policy = oldpolicy = -1;
6338                 __task_rq_unlock(rq);
6339                 spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6340                 goto recheck;
6341         }
6342         update_rq_clock(rq);
6343         on_rq = p->se.on_rq;
6344         running = task_current(rq, p);
6345         if (on_rq)
6346                 deactivate_task(rq, p, 0);
6347         if (running)
6348                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6349
6350         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
6351
6352         oldprio = p->prio;
6353         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
6354
6355         if (running)
6356                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6357         if (on_rq) {
6358                 activate_task(rq, p, 0);
6359
6360                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6361         }
6362         __task_rq_unlock(rq);
6363         spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6364
6365         rt_mutex_adjust_pi(p);
6366
6367         return 0;
6368 }
6369
6370 /**
6371  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
6372  * @p: the task in question.
6373  * @policy: new policy.
6374  * @param: structure containing the new RT priority.
6375  *
6376  * NOTE that the task may be already dead.
6377  */
6378 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6379                        struct sched_param *param)
6380 {
6381         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
6382 }
6383 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
6384
6385 /**
6386  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
6387  * @p: the task in question.
6388  * @policy: new policy.
6389  * @param: structure containing the new RT priority.
6390  *
6391  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
6392  * current context has permission.  For example, this is needed in
6393  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
6394  * but our caller might not have that capability.
6395  */
6396 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
6397                                struct sched_param *param)
6398 {
6399         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
6400 }
6401
6402 static int
6403 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
6404 {
6405         struct sched_param lparam;
6406         struct task_struct *p;
6407         int retval;
6408
6409         if (!param || pid < 0)
6410                 return -EINVAL;
6411         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
6412                 return -EFAULT;
6413
6414         rcu_read_lock();
6415         retval = -ESRCH;
6416         p = find_process_by_pid(pid);
6417         if (p != NULL)
6418                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
6419         rcu_read_unlock();
6420
6421         return retval;
6422 }
6423
6424 /**
6425  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
6426  * @pid: the pid in question.
6427  * @policy: new policy.
6428  * @param: structure containing the new RT priority.
6429  */
6430 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
6431                 struct sched_param __user *, param)
6432 {
6433         /* negative values for policy are not valid */
6434         if (policy < 0)
6435                 return -EINVAL;
6436
6437         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
6438 }
6439
6440 /**
6441  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
6442  * @pid: the pid in question.
6443  * @param: structure containing the new RT priority.
6444  */
6445 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6446 {
6447         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
6448 }
6449
6450 /**
6451  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6452  * @pid: the pid in question.
6453  */
6454 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6455 {
6456         struct task_struct *p;
6457         int retval;
6458
6459         if (pid < 0)
6460                 return -EINVAL;
6461
6462         retval = -ESRCH;
6463         read_lock(&tasklist_lock);
6464         p = find_process_by_pid(pid);
6465         if (p) {
6466                 retval = security_task_getscheduler(p);
6467                 if (!retval)
6468                         retval = p->policy
6469                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
6470         }
6471         read_unlock(&tasklist_lock);
6472         return retval;
6473 }
6474
6475 /**
6476  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
6477  * @pid: the pid in question.
6478  * @param: structure containing the RT priority.
6479  */
6480 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6481 {
6482         struct sched_param lp;
6483         struct task_struct *p;
6484         int retval;
6485
6486         if (!param || pid < 0)
6487                 return -EINVAL;
6488
6489         read_lock(&tasklist_lock);
6490         p = find_process_by_pid(pid);
6491         retval = -ESRCH;
6492         if (!p)
6493                 goto out_unlock;
6494
6495         retval = security_task_getscheduler(p);
6496         if (retval)
6497                 goto out_unlock;
6498
6499         lp.sched_priority = p->rt_priority;
6500         read_unlock(&tasklist_lock);
6501
6502         /*
6503          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6504          */
6505         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6506
6507         return retval;
6508
6509 out_unlock:
6510         read_unlock(&tasklist_lock);
6511         return retval;
6512 }
6513
6514 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6515 {
6516         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6517         struct task_struct *p;
6518         int retval;
6519
6520         get_online_cpus();
6521         read_lock(&tasklist_lock);
6522
6523         p = find_process_by_pid(pid);
6524         if (!p) {
6525                 read_unlock(&tasklist_lock);
6526                 put_online_cpus();
6527                 return -ESRCH;
6528         }
6529
6530         /*
6531          * It is not safe to call set_cpus_allowed with the
6532          * tasklist_lock held. We will bump the task_struct's
6533          * usage count and then drop tasklist_lock.
6534          */
6535         get_task_struct(p);
6536         read_unlock(&tasklist_lock);
6537
6538         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6539                 retval = -ENOMEM;
6540                 goto out_put_task;
6541         }
6542         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6543                 retval = -ENOMEM;
6544                 goto out_free_cpus_allowed;
6545         }
6546         retval = -EPERM;
6547         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
6548                 goto out_unlock;
6549
6550         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
6551         if (retval)
6552                 goto out_unlock;
6553
6554         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6555         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6556  again:
6557         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
6558
6559         if (!retval) {
6560                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6561                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6562                         /*
6563                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6564                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6565                          * cpuset's cpus_allowed
6566                          */
6567                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6568                         goto again;
6569                 }
6570         }
6571 out_unlock:
6572         free_cpumask_var(new_mask);
6573 out_free_cpus_allowed:
6574         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6575 out_put_task:
6576         put_task_struct(p);
6577         put_online_cpus();
6578         return retval;
6579 }
6580
6581 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6582                              struct cpumask *new_mask)
6583 {
6584         if (len < cpumask_size())
6585                 cpumask_clear(new_mask);
6586         else if (len > cpumask_size())
6587                 len = cpumask_size();
6588
6589         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6590 }
6591
6592 /**
6593  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
6594  * @pid: pid of the process
6595  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6596  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
6597  */
6598 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6599                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6600 {
6601         cpumask_var_t new_mask;
6602         int retval;
6603
6604         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6605                 return -ENOMEM;
6606
6607         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6608         if (retval == 0)
6609                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6610         free_cpumask_var(new_mask);
6611         return retval;
6612 }
6613
6614 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6615 {
6616         struct task_struct *p;
6617         unsigned long flags;
6618         struct rq *rq;
6619         int retval;
6620
6621         get_online_cpus();
6622         read_lock(&tasklist_lock);
6623
6624         retval = -ESRCH;
6625         p = find_process_by_pid(pid);
6626         if (!p)
6627                 goto out_unlock;
6628
6629         retval = security_task_getscheduler(p);
6630         if (retval)
6631                 goto out_unlock;
6632
6633         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6634         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6635         task_rq_unlock(rq, &flags);
6636
6637 out_unlock:
6638         read_unlock(&tasklist_lock);
6639         put_online_cpus();
6640
6641         return retval;
6642 }
6643
6644 /**
6645  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
6646  * @pid: pid of the process
6647  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6648  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
6649  */
6650 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6651                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6652 {
6653         int ret;
6654         cpumask_var_t mask;
6655
6656         if (len < cpumask_size())
6657                 return -EINVAL;
6658
6659         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6660                 return -ENOMEM;
6661
6662         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6663         if (ret == 0) {
6664                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, cpumask_size()))
6665                         ret = -EFAULT;
6666                 else
6667                         ret = cpumask_size();
6668         }
6669         free_cpumask_var(mask);
6670
6671         return ret;
6672 }
6673
6674 /**
6675  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6676  *
6677  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6678  * other threads running on this CPU then this function will return.
6679  */
6680 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6681 {
6682         struct rq *rq = this_rq_lock();
6683
6684         schedstat_inc(rq, yld_count);
6685         current->sched_class->yield_task(rq);
6686
6687         /*
6688          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6689          * no need to preempt or enable interrupts:
6690          */
6691         __release(rq->lock);
6692         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
6693         _raw_spin_unlock(&rq->lock);
6694         preempt_enable_no_resched();
6695
6696         schedule();
6697
6698         return 0;
6699 }
6700
6701 static inline int should_resched(void)
6702 {
6703         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
6704 }
6705
6706 static void __cond_resched(void)
6707 {
6708         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6709         schedule();
6710         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6711 }
6712
6713 int __sched _cond_resched(void)
6714 {
6715         if (should_resched()) {
6716                 __cond_resched();
6717                 return 1;
6718         }
6719         return 0;
6720 }
6721 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6722
6723 /*
6724  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6725  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6726  *
6727  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
6728  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6729  * spin_unlock(), once by hand).
6730  */
6731 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6732 {
6733         int resched = should_resched();
6734         int ret = 0;
6735
6736         lockdep_assert_held(lock);
6737
6738         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6739                 spin_unlock(lock);
6740                 if (resched)
6741                         __cond_resched();
6742                 else
6743                         cpu_relax();
6744                 ret = 1;
6745                 spin_lock(lock);
6746         }
6747         return ret;
6748 }
6749 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
6750
6751 int __sched __cond_resched_softirq(void)
6752 {
6753         BUG_ON(!in_softirq());
6754
6755         if (should_resched()) {
6756                 local_bh_enable();
6757                 __cond_resched();
6758                 local_bh_disable();
6759                 return 1;
6760         }
6761         return 0;
6762 }
6763 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
6764
6765 /**
6766  * yield - yield the current processor to other threads.
6767  *
6768  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6769  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6770  */
6771 void __sched yield(void)
6772 {
6773         set_current_state(TASK_RUNNING);
6774         sys_sched_yield();
6775 }
6776 EXPORT_SYMBOL(yield);
6777
6778 /*
6779  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6780  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6781  */
6782 void __sched io_schedule(void)
6783 {
6784         struct rq *rq = raw_rq();
6785
6786         delayacct_blkio_start();
6787         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6788         current->in_iowait = 1;
6789         schedule();
6790         current->in_iowait = 0;
6791         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6792         delayacct_blkio_end();
6793 }
6794 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6795
6796 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6797 {
6798         struct rq *rq = raw_rq();
6799         long ret;
6800
6801         delayacct_blkio_start();
6802         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6803         current->in_iowait = 1;
6804         ret = schedule_timeout(timeout);
6805         current->in_iowait = 0;
6806         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6807         delayacct_blkio_end();
6808         return ret;
6809 }
6810
6811 /**
6812  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6813  * @policy: scheduling class.
6814  *
6815  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6816  * by a given scheduling class.
6817  */
6818 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6819 {
6820         int ret = -EINVAL;
6821
6822         switch (policy) {
6823         case SCHED_FIFO:
6824         case SCHED_RR:
6825                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6826                 break;
6827         case SCHED_NORMAL:
6828         case SCHED_BATCH:
6829         case SCHED_IDLE:
6830                 ret = 0;
6831                 break;
6832         }
6833         return ret;
6834 }
6835
6836 /**
6837  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6838  * @policy: scheduling class.
6839  *
6840  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6841  * by a given scheduling class.
6842  */
6843 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6844 {
6845         int ret = -EINVAL;
6846
6847         switch (policy) {
6848         case SCHED_FIFO:
6849         case SCHED_RR:
6850                 ret = 1;
6851                 break;
6852         case SCHED_NORMAL:
6853         case SCHED_BATCH:
6854         case SCHED_IDLE:
6855                 ret = 0;
6856         }
6857         return ret;
6858 }
6859
6860 /**
6861  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6862  * @pid: pid of the process.
6863  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6864  *
6865  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6866  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6867  */
6868 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6869                 struct timespec __user *, interval)
6870 {
6871         struct task_struct *p;
6872         unsigned int time_slice;
6873         unsigned long flags;
6874         struct rq *rq;
6875         int retval;
6876         struct timespec t;
6877
6878         if (pid < 0)
6879                 return -EINVAL;
6880
6881         retval = -ESRCH;
6882         read_lock(&tasklist_lock);
6883         p = find_process_by_pid(pid);
6884         if (!p)
6885                 goto out_unlock;
6886
6887         retval = security_task_getscheduler(p);
6888         if (retval)
6889                 goto out_unlock;
6890
6891         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6892         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
6893         task_rq_unlock(rq, &flags);
6894
6895         read_unlock(&tasklist_lock);
6896         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
6897         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
6898         return retval;
6899
6900 out_unlock:
6901         read_unlock(&tasklist_lock);
6902         return retval;
6903 }
6904
6905 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
6906
6907 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6908 {
6909         unsigned long free = 0;
6910         unsigned state;
6911
6912         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6913         printk(KERN_INFO "%-13.13s %c", p->comm,
6914                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6915 #if BITS_PER_LONG == 32
6916         if (state == TASK_RUNNING)
6917                 printk(KERN_CONT " running  ");
6918         else
6919                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6920 #else
6921         if (state == TASK_RUNNING)
6922                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6923         else
6924                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
6925 #endif