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