Merge branch 'core-rcu-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-3.10.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <linux/smp_lock.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/perf_event.h>
43 #include <linux/security.h>
44 #include <linux/notifier.h>
45 #include <linux/profile.h>
46 #include <linux/freezer.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/blkdev.h>
49 #include <linux/delay.h>
50 #include <linux/pid_namespace.h>
51 #include <linux/smp.h>
52 #include <linux/threads.h>
53 #include <linux/timer.h>
54 #include <linux/rcupdate.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/cpuset.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/kthread.h>
59 #include <linux/proc_fs.h>
60 #include <linux/seq_file.h>
61 #include <linux/sysctl.h>
62 #include <linux/syscalls.h>
63 #include <linux/times.h>
64 #include <linux/tsacct_kern.h>
65 #include <linux/kprobes.h>
66 #include <linux/delayacct.h>
67 #include <linux/unistd.h>
68 #include <linux/pagemap.h>
69 #include <linux/hrtimer.h>
70 #include <linux/tick.h>
71 #include <linux/debugfs.h>
72 #include <linux/ctype.h>
73 #include <linux/ftrace.h>
74
75 #include <asm/tlb.h>
76 #include <asm/irq_regs.h>
77
78 #include "sched_cpupri.h"
79
80 #define CREATE_TRACE_POINTS
81 #include <trace/events/sched.h>
82
83 /*
84  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
85  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
86  * and back.
87  */
88 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
89 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
90 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
91
92 /*
93  * 'User priority' is the nice value converted to something we
94  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
95  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
96  */
97 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
98 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
99 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
100
101 /*
102  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
103  */
104 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
105
106 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
107 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
108
109 /*
110  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
111  *
112  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
113  * Timeslices get refilled after they expire.
114  */
115 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
116
117 /*
118  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
119  */
120 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
121
122 static inline int rt_policy(int policy)
123 {
124         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
125                 return 1;
126         return 0;
127 }
128
129 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
130 {
131         return rt_policy(p->policy);
132 }
133
134 /*
135  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
136  */
137 struct rt_prio_array {
138         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
139         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
140 };
141
142 struct rt_bandwidth {
143         /* nests inside the rq lock: */
144         spinlock_t              rt_runtime_lock;
145         ktime_t                 rt_period;
146         u64                     rt_runtime;
147         struct hrtimer          rt_period_timer;
148 };
149
150 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
151
152 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
153
154 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
155 {
156         struct rt_bandwidth *rt_b =
157                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
158         ktime_t now;
159         int overrun;
160         int idle = 0;
161
162         for (;;) {
163                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
164                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
165
166                 if (!overrun)
167                         break;
168
169                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
170         }
171
172         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
173 }
174
175 static
176 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
177 {
178         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
179         rt_b->rt_runtime = runtime;
180
181         spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
182
183         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
184                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
185         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
186 }
187
188 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
189 {
190         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
191 }
192
193 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
194 {
195         ktime_t now;
196
197         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
198                 return;
199
200         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
201                 return;
202
203         spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
204         for (;;) {
205                 unsigned long delta;
206                 ktime_t soft, hard;
207
208                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
209                         break;
210
211                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
212                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
213
214                 soft = hrtimer_get_softexpires(&rt_b->rt_period_timer);
215                 hard = hrtimer_get_expires(&rt_b->rt_period_timer);
216                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
217                 __hrtimer_start_range_ns(&rt_b->rt_period_timer, soft, delta,
218                                 HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
219         }
220         spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
221 }
222
223 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
224 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
225 {
226         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
227 }
228 #endif
229
230 /*
231  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
232  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
233  */
234 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
235
236 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
237
238 #include <linux/cgroup.h>
239
240 struct cfs_rq;
241
242 static LIST_HEAD(task_groups);
243
244 /* task group related information */
245 struct task_group {
246 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
247         struct cgroup_subsys_state css;
248 #endif
249
250 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
251         uid_t uid;
252 #endif
253
254 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
255         /* schedulable entities of this group on each cpu */
256         struct sched_entity **se;
257         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
258         struct cfs_rq **cfs_rq;
259         unsigned long shares;
260 #endif
261
262 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
263         struct sched_rt_entity **rt_se;
264         struct rt_rq **rt_rq;
265
266         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
267 #endif
268
269         struct rcu_head rcu;
270         struct list_head list;
271
272         struct task_group *parent;
273         struct list_head siblings;
274         struct list_head children;
275 };
276
277 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
278
279 /* Helper function to pass uid information to create_sched_user() */
280 void set_tg_uid(struct user_struct *user)
281 {
282         user->tg->uid = user->uid;
283 }
284
285 /*
286  * Root task group.
287  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
288  *      be a child to this group.
289  */
290 struct task_group root_task_group;
291
292 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
293 /* Default task group's sched entity on each cpu */
294 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
295 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
296 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct cfs_rq, init_tg_cfs_rq);
297 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
298
299 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
300 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
301 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rt_rq, init_rt_rq);
302 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
303 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
304 #define root_task_group init_task_group
305 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
306
307 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
308  * a task group's cpu shares.
309  */
310 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
311
312 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
313
314 #ifdef CONFIG_SMP
315 static int root_task_group_empty(void)
316 {
317         return list_empty(&root_task_group.children);
318 }
319 #endif
320
321 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
322 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
323 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
324 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
325 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
326
327 /*
328  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
329  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
330  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
331  * too large, so as the shares value of a task group.
332  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
333  *  limitation from this.)
334  */
335 #define MIN_SHARES      2
336 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
337
338 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
339 #endif
340
341 /* Default task group.
342  *      Every task in system belong to this group at bootup.
343  */
344 struct task_group init_task_group;
345
346 /* return group to which a task belongs */
347 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
348 {
349         struct task_group *tg;
350
351 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
352         rcu_read_lock();
353         tg = __task_cred(p)->user->tg;
354         rcu_read_unlock();
355 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
356         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
357                                 struct task_group, css);
358 #else
359         tg = &init_task_group;
360 #endif
361         return tg;
362 }
363
364 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
365 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
366 {
367 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
368         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
369         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
370 #endif
371
372 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
373         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
374         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
375 #endif
376 }
377
378 #else
379
380 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
381 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
382 {
383         return NULL;
384 }
385
386 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
387
388 /* CFS-related fields in a runqueue */
389 struct cfs_rq {
390         struct load_weight load;
391         unsigned long nr_running;
392
393         u64 exec_clock;
394         u64 min_vruntime;
395
396         struct rb_root tasks_timeline;
397         struct rb_node *rb_leftmost;
398
399         struct list_head tasks;
400         struct list_head *balance_iterator;
401
402         /*
403          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
404          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
405          */
406         struct sched_entity *curr, *next, *last;
407
408         unsigned int nr_spread_over;
409
410 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
411         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
412
413         /*
414          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
415          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
416          * (like users, containers etc.)
417          *
418          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
419          * list is used during load balance.
420          */
421         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
422         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
423
424 #ifdef CONFIG_SMP
425         /*
426          * the part of load.weight contributed by tasks
427          */
428         unsigned long task_weight;
429
430         /*
431          *   h_load = weight * f(tg)
432          *
433          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
434          * this group.
435          */
436         unsigned long h_load;
437
438         /*
439          * this cpu's part of tg->shares
440          */
441         unsigned long shares;
442
443         /*
444          * load.weight at the time we set shares
445          */
446         unsigned long rq_weight;
447 #endif
448 #endif
449 };
450
451 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
452 struct rt_rq {
453         struct rt_prio_array active;
454         unsigned long rt_nr_running;
455 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
456         struct {
457                 int curr; /* highest queued rt task prio */
458 #ifdef CONFIG_SMP
459                 int next; /* next highest */
460 #endif
461         } highest_prio;
462 #endif
463 #ifdef CONFIG_SMP
464         unsigned long rt_nr_migratory;
465         unsigned long rt_nr_total;
466         int overloaded;
467         struct plist_head pushable_tasks;
468 #endif
469         int rt_throttled;
470         u64 rt_time;
471         u64 rt_runtime;
472         /* Nests inside the rq lock: */
473         spinlock_t rt_runtime_lock;
474
475 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
476         unsigned long rt_nr_boosted;
477
478         struct rq *rq;
479         struct list_head leaf_rt_rq_list;
480         struct task_group *tg;
481         struct sched_rt_entity *rt_se;
482 #endif
483 };
484
485 #ifdef CONFIG_SMP
486
487 /*
488  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
489  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
490  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
491  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
492  * object.
493  *
494  */
495 struct root_domain {
496         atomic_t refcount;
497         cpumask_var_t span;
498         cpumask_var_t online;
499
500         /*
501          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
502          * one runnable RT task.
503          */
504         cpumask_var_t rto_mask;
505         atomic_t rto_count;
506 #ifdef CONFIG_SMP
507         struct cpupri cpupri;
508 #endif
509 };
510
511 /*
512  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
513  * members (mimicking the global state we have today).
514  */
515 static struct root_domain def_root_domain;
516
517 #endif
518
519 /*
520  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
521  *
522  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
523  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
524  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
525  */
526 struct rq {
527         /* runqueue lock: */
528         spinlock_t lock;
529
530         /*
531          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
532          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
533          */
534         unsigned long nr_running;
535         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
536         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
537 #ifdef CONFIG_NO_HZ
538         unsigned long last_tick_seen;
539         unsigned char in_nohz_recently;
540 #endif
541         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
542         struct load_weight load;
543         unsigned long nr_load_updates;
544         u64 nr_switches;
545         u64 nr_migrations_in;
546
547         struct cfs_rq cfs;
548         struct rt_rq rt;
549
550 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
551         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
552         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
553 #endif
554 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
555         struct list_head leaf_rt_rq_list;
556 #endif
557
558         /*
559          * This is part of a global counter where only the total sum
560          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
561          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
562          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
563          */
564         unsigned long nr_uninterruptible;
565
566         struct task_struct *curr, *idle;
567         unsigned long next_balance;
568         struct mm_struct *prev_mm;
569
570         u64 clock;
571
572         atomic_t nr_iowait;
573
574 #ifdef CONFIG_SMP
575         struct root_domain *rd;
576         struct sched_domain *sd;
577
578         unsigned char idle_at_tick;
579         /* For active balancing */
580         int post_schedule;
581         int active_balance;
582         int push_cpu;
583         /* cpu of this runqueue: */
584         int cpu;
585         int online;
586
587         unsigned long avg_load_per_task;
588
589         struct task_struct *migration_thread;
590         struct list_head migration_queue;
591
592         u64 rt_avg;
593         u64 age_stamp;
594 #endif
595
596         /* calc_load related fields */
597         unsigned long calc_load_update;
598         long calc_load_active;
599
600 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
601 #ifdef CONFIG_SMP
602         int hrtick_csd_pending;
603         struct call_single_data hrtick_csd;
604 #endif
605         struct hrtimer hrtick_timer;
606 #endif
607
608 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
609         /* latency stats */
610         struct sched_info rq_sched_info;
611         unsigned long long rq_cpu_time;
612         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
613
614         /* sys_sched_yield() stats */
615         unsigned int yld_count;
616
617         /* schedule() stats */
618         unsigned int sched_switch;
619         unsigned int sched_count;
620         unsigned int sched_goidle;
621
622         /* try_to_wake_up() stats */
623         unsigned int ttwu_count;
624         unsigned int ttwu_local;
625
626         /* BKL stats */
627         unsigned int bkl_count;
628 #endif
629 };
630
631 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
632
633 static inline
634 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
635 {
636         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
637 }
638
639 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
640 {
641 #ifdef CONFIG_SMP
642         return rq->cpu;
643 #else
644         return 0;
645 #endif
646 }
647
648 /*
649  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
650  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
651  *
652  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
653  * preempt-disabled sections.
654  */
655 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
656         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
657
658 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
659 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
660 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
661 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
662 #define raw_rq()                (&__raw_get_cpu_var(runqueues))
663
664 inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
665 {
666         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
667 }
668
669 /*
670  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
671  */
672 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
673 # define const_debug __read_mostly
674 #else
675 # define const_debug static const
676 #endif
677
678 /**
679  * runqueue_is_locked
680  * @cpu: the processor in question.
681  *
682  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
683  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
684  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
685  */
686 int runqueue_is_locked(int cpu)
687 {
688         return spin_is_locked(&cpu_rq(cpu)->lock);
689 }
690
691 /*
692  * Debugging: various feature bits
693  */
694
695 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
696         __SCHED_FEAT_##name ,
697
698 enum {
699 #include "sched_features.h"
700 };
701
702 #undef SCHED_FEAT
703
704 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
705         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
706
707 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
708 #include "sched_features.h"
709         0;
710
711 #undef SCHED_FEAT
712
713 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
714 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
715         #name ,
716
717 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
718 #include "sched_features.h"
719         NULL
720 };
721
722 #undef SCHED_FEAT
723
724 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
725 {
726         int i;
727
728         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
729                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
730                         seq_puts(m, "NO_");
731                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
732         }
733         seq_puts(m, "\n");
734
735         return 0;
736 }
737
738 static ssize_t
739 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
740                 size_t cnt, loff_t *ppos)
741 {
742         char buf[64];
743         char *cmp = buf;
744         int neg = 0;
745         int i;
746
747         if (cnt > 63)
748                 cnt = 63;
749
750         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
751                 return -EFAULT;
752
753         buf[cnt] = 0;
754
755         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
756                 neg = 1;
757                 cmp += 3;
758         }
759
760         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
761                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
762
763                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
764                         if (neg)
765                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
766                         else
767                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
768                         break;
769                 }
770         }
771
772         if (!sched_feat_names[i])
773                 return -EINVAL;
774
775         filp->f_pos += cnt;
776
777         return cnt;
778 }
779
780 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
781 {
782         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
783 }
784
785 static const struct file_operations sched_feat_fops = {
786         .open           = sched_feat_open,
787         .write          = sched_feat_write,
788         .read           = seq_read,
789         .llseek         = seq_lseek,
790         .release        = single_release,
791 };
792
793 static __init int sched_init_debug(void)
794 {
795         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
796                         &sched_feat_fops);
797
798         return 0;
799 }
800 late_initcall(sched_init_debug);
801
802 #endif
803
804 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
805
806 /*
807  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
808  * Limited because this is done with IRQs disabled.
809  */
810 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
811
812 /*
813  * ratelimit for updating the group shares.
814  * default: 0.25ms
815  */
816 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
817
818 /*
819  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
820  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
821  * default: 4
822  */
823 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
824
825 /*
826  * period over which we average the RT time consumption, measured
827  * in ms.
828  *
829  * default: 1s
830  */
831 const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg = MSEC_PER_SEC;
832
833 /*
834  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
835  * default: 1s
836  */
837 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
838
839 static __read_mostly int scheduler_running;
840
841 /*
842  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
843  * default: 0.95s
844  */
845 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
846
847 static inline u64 global_rt_period(void)
848 {
849         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
850 }
851
852 static inline u64 global_rt_runtime(void)
853 {
854         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
855                 return RUNTIME_INF;
856
857         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
858 }
859
860 #ifndef prepare_arch_switch
861 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
862 #endif
863 #ifndef finish_arch_switch
864 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
865 #endif
866
867 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
868 {
869         return rq->curr == p;
870 }
871
872 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
873 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
874 {
875         return task_current(rq, p);
876 }
877
878 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
879 {
880 }
881
882 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
883 {
884 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
885         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
886         rq->lock.owner = current;
887 #endif
888         /*
889          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
890          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
891          * prev into current:
892          */
893         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
894
895         spin_unlock_irq(&rq->lock);
896 }
897
898 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
899 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
900 {
901 #ifdef CONFIG_SMP
902         return p->oncpu;
903 #else
904         return task_current(rq, p);
905 #endif
906 }
907
908 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
909 {
910 #ifdef CONFIG_SMP
911         /*
912          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
913          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
914          * here.
915          */
916         next->oncpu = 1;
917 #endif
918 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
919         spin_unlock_irq(&rq->lock);
920 #else
921         spin_unlock(&rq->lock);
922 #endif
923 }
924
925 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
926 {
927 #ifdef CONFIG_SMP
928         /*
929          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
930          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
931          * finished.
932          */
933         smp_wmb();
934         prev->oncpu = 0;
935 #endif
936 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
937         local_irq_enable();
938 #endif
939 }
940 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
941
942 /*
943  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
944  * Must be called interrupts disabled.
945  */
946 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
947         __acquires(rq->lock)
948 {
949         for (;;) {
950                 struct rq *rq = task_rq(p);
951                 spin_lock(&rq->lock);
952                 if (likely(rq == task_rq(p)))
953                         return rq;
954                 spin_unlock(&rq->lock);
955         }
956 }
957
958 /*
959  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
960  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
961  * explicitly disabling preemption.
962  */
963 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
964         __acquires(rq->lock)
965 {
966         struct rq *rq;
967
968         for (;;) {
969                 local_irq_save(*flags);
970                 rq = task_rq(p);
971                 spin_lock(&rq->lock);
972                 if (likely(rq == task_rq(p)))
973                         return rq;
974                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
975         }
976 }
977
978 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
979 {
980         struct rq *rq = task_rq(p);
981
982         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
983         spin_unlock_wait(&rq->lock);
984 }
985
986 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
987         __releases(rq->lock)
988 {
989         spin_unlock(&rq->lock);
990 }
991
992 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
993         __releases(rq->lock)
994 {
995         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
996 }
997
998 /*
999  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1000  */
1001 static struct rq *this_rq_lock(void)
1002         __acquires(rq->lock)
1003 {
1004         struct rq *rq;
1005
1006         local_irq_disable();
1007         rq = this_rq();
1008         spin_lock(&rq->lock);
1009
1010         return rq;
1011 }
1012
1013 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1014 /*
1015  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1016  *
1017  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1018  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1019  * reschedule event.
1020  *
1021  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1022  * rq->lock.
1023  */
1024
1025 /*
1026  * Use hrtick when:
1027  *  - enabled by features
1028  *  - hrtimer is actually high res
1029  */
1030 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1031 {
1032         if (!sched_feat(HRTICK))
1033                 return 0;
1034         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1035                 return 0;
1036         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1037 }
1038
1039 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1040 {
1041         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1042                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1043 }
1044
1045 /*
1046  * High-resolution timer tick.
1047  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1048  */
1049 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1050 {
1051         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1052
1053         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1054
1055         spin_lock(&rq->lock);
1056         update_rq_clock(rq);
1057         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1058         spin_unlock(&rq->lock);
1059
1060         return HRTIMER_NORESTART;
1061 }
1062
1063 #ifdef CONFIG_SMP
1064 /*
1065  * called from hardirq (IPI) context
1066  */
1067 static void __hrtick_start(void *arg)
1068 {
1069         struct rq *rq = arg;
1070
1071         spin_lock(&rq->lock);
1072         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1073         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1074         spin_unlock(&rq->lock);
1075 }
1076
1077 /*
1078  * Called to set the hrtick timer state.
1079  *
1080  * called with rq->lock held and irqs disabled
1081  */
1082 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1083 {
1084         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1085         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1086
1087         hrtimer_set_expires(timer, time);
1088
1089         if (rq == this_rq()) {
1090                 hrtimer_restart(timer);
1091         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1092                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1093                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1094         }
1095 }
1096
1097 static int
1098 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1099 {
1100         int cpu = (int)(long)hcpu;
1101
1102         switch (action) {
1103         case CPU_UP_CANCELED:
1104         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1105         case CPU_DOWN_PREPARE:
1106         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1107         case CPU_DEAD:
1108         case CPU_DEAD_FROZEN:
1109                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1110                 return NOTIFY_OK;
1111         }
1112
1113         return NOTIFY_DONE;
1114 }
1115
1116 static __init void init_hrtick(void)
1117 {
1118         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1119 }
1120 #else
1121 /*
1122  * Called to set the hrtick timer state.
1123  *
1124  * called with rq->lock held and irqs disabled
1125  */
1126 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1127 {
1128         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1129                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
1130 }
1131
1132 static inline void init_hrtick(void)
1133 {
1134 }
1135 #endif /* CONFIG_SMP */
1136
1137 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1138 {
1139 #ifdef CONFIG_SMP
1140         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1141
1142         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1143         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1144         rq->hrtick_csd.info = rq;
1145 #endif
1146
1147         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1148         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1149 }
1150 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1151 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1152 {
1153 }
1154
1155 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1156 {
1157 }
1158
1159 static inline void init_hrtick(void)
1160 {
1161 }
1162 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1163
1164 /*
1165  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1166  *
1167  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1168  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1169  * the target CPU.
1170  */
1171 #ifdef CONFIG_SMP
1172
1173 #ifndef tsk_is_polling
1174 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1175 #endif
1176
1177 static void resched_task(struct task_struct *p)
1178 {
1179         int cpu;
1180
1181         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1182
1183         if (test_tsk_need_resched(p))
1184                 return;
1185
1186         set_tsk_need_resched(p);
1187
1188         cpu = task_cpu(p);
1189         if (cpu == smp_processor_id())
1190                 return;
1191
1192         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1193         smp_mb();
1194         if (!tsk_is_polling(p))
1195                 smp_send_reschedule(cpu);
1196 }
1197
1198 static void resched_cpu(int cpu)
1199 {
1200         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1201         unsigned long flags;
1202
1203         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1204                 return;
1205         resched_task(cpu_curr(cpu));
1206         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1207 }
1208
1209 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1210 /*
1211  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1212  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1213  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1214  * idle system the next event might even be infinite time into the
1215  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1216  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1217  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1218  * wheel for the next timer event.
1219  */
1220 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1221 {
1222         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1223
1224         if (cpu == smp_processor_id())
1225                 return;
1226
1227         /*
1228          * This is safe, as this function is called with the timer
1229          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1230          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1231          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1232          * timer into account automatically.
1233          */
1234         if (rq->curr != rq->idle)
1235                 return;
1236
1237         /*
1238          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1239          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1240          * idle task through an additional NOOP schedule()
1241          */
1242         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1243
1244         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1245         smp_mb();
1246         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1247                 smp_send_reschedule(cpu);
1248 }
1249 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1250
1251 static u64 sched_avg_period(void)
1252 {
1253         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1254 }
1255
1256 static void sched_avg_update(struct rq *rq)
1257 {
1258         s64 period = sched_avg_period();
1259
1260         while ((s64)(rq->clock - rq->age_stamp) > period) {
1261                 rq->age_stamp += period;
1262                 rq->rt_avg /= 2;
1263         }
1264 }
1265
1266 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1267 {
1268         rq->rt_avg += rt_delta;
1269         sched_avg_update(rq);
1270 }
1271
1272 #else /* !CONFIG_SMP */
1273 static void resched_task(struct task_struct *p)
1274 {
1275         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1276         set_tsk_need_resched(p);
1277 }
1278
1279 static void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1280 {
1281 }
1282 #endif /* CONFIG_SMP */
1283
1284 #if BITS_PER_LONG == 32
1285 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1286 #else
1287 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1288 #endif
1289
1290 #define WMULT_SHIFT     32
1291
1292 /*
1293  * Shift right and round:
1294  */
1295 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1296
1297 /*
1298  * delta *= weight / lw
1299  */
1300 static unsigned long
1301 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1302                 struct load_weight *lw)
1303 {
1304         u64 tmp;
1305
1306         if (!lw->inv_weight) {
1307                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1308                         lw->inv_weight = 1;
1309                 else
1310                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1311                                 / (lw->weight+1);
1312         }
1313
1314         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1315         /*
1316          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1317          */
1318         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1319                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1320                         WMULT_SHIFT/2);
1321         else
1322                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1323
1324         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1325 }
1326
1327 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1328 {
1329         lw->weight += inc;
1330         lw->inv_weight = 0;
1331 }
1332
1333 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1334 {
1335         lw->weight -= dec;
1336         lw->inv_weight = 0;
1337 }
1338
1339 /*
1340  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1341  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1342  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1343  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1344  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1345  * slice expiry etc.
1346  */
1347
1348 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1349 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1350
1351 /*
1352  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1353  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1354  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1355  * that remained on nice 0.
1356  *
1357  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1358  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1359  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1360  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1361  * the relative distance between them is ~25%.)
1362  */
1363 static const int prio_to_weight[40] = {
1364  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1365  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1366  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1367  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1368  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1369  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1370  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1371  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1372 };
1373
1374 /*
1375  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1376  *
1377  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1378  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1379  * into multiplications:
1380  */
1381 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1382  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1383  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1384  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1385  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1386  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1387  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1388  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1389  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1390 };
1391
1392 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1393
1394 /*
1395  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1396  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1397  * structures to the load-balancing proper:
1398  */
1399 struct rq_iterator {
1400         void *arg;
1401         struct task_struct *(*start)(void *);
1402         struct task_struct *(*next)(void *);
1403 };
1404
1405 #ifdef CONFIG_SMP
1406 static unsigned long
1407 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1408               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1409               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1410               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1411
1412 static int
1413 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1414                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1415                    struct rq_iterator *iterator);
1416 #endif
1417
1418 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1419 enum cpuacct_stat_index {
1420         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1421         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1422
1423         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1424 };
1425
1426 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1427 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1428 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1429                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1430 #else
1431 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1432 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1433                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1434 #endif
1435
1436 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1437 {
1438         update_load_add(&rq->load, load);
1439 }
1440
1441 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1442 {
1443         update_load_sub(&rq->load, load);
1444 }
1445
1446 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1447 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1448
1449 /*
1450  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1451  * leaving it for the final time.
1452  */
1453 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1454 {
1455         struct task_group *parent, *child;
1456         int ret;
1457
1458         rcu_read_lock();
1459         parent = &root_task_group;
1460 down:
1461         ret = (*down)(parent, data);
1462         if (ret)
1463                 goto out_unlock;
1464         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1465                 parent = child;
1466                 goto down;
1467
1468 up:
1469                 continue;
1470         }
1471         ret = (*up)(parent, data);
1472         if (ret)
1473                 goto out_unlock;
1474
1475         child = parent;
1476         parent = parent->parent;
1477         if (parent)
1478                 goto up;
1479 out_unlock:
1480         rcu_read_unlock();
1481
1482         return ret;
1483 }
1484
1485 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1486 {
1487         return 0;
1488 }
1489 #endif
1490
1491 #ifdef CONFIG_SMP
1492 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1493 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1494 {
1495         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1496 }
1497
1498 /*
1499  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
1500  * according to the scheduling class and "nice" value.
1501  *
1502  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
1503  * balance conservatively.
1504  */
1505 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
1506 {
1507         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1508         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1509
1510         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1511                 return total;
1512
1513         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
1514 }
1515
1516 /*
1517  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
1518  * according to the scheduling class and "nice" value.
1519  */
1520 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
1521 {
1522         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1523         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1524
1525         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
1526                 return total;
1527
1528         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
1529 }
1530
1531 static struct sched_group *group_of(int cpu)
1532 {
1533         struct sched_domain *sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
1534
1535         if (!sd)
1536                 return NULL;
1537
1538         return sd->groups;
1539 }
1540
1541 static unsigned long power_of(int cpu)
1542 {
1543         struct sched_group *group = group_of(cpu);
1544
1545         if (!group)
1546                 return SCHED_LOAD_SCALE;
1547
1548         return group->cpu_power;
1549 }
1550
1551 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1552
1553 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1554 {
1555         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1556         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1557
1558         if (nr_running)
1559                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1560         else
1561                 rq->avg_load_per_task = 0;
1562
1563         return rq->avg_load_per_task;
1564 }
1565
1566 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1567
1568 static __read_mostly unsigned long *update_shares_data;
1569
1570 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1571
1572 /*
1573  * Calculate and set the cpu's group shares.
1574  */
1575 static void update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1576                                     unsigned long sd_shares,
1577                                     unsigned long sd_rq_weight,
1578                                     unsigned long *usd_rq_weight)
1579 {
1580         unsigned long shares, rq_weight;
1581         int boost = 0;
1582
1583         rq_weight = usd_rq_weight[cpu];
1584         if (!rq_weight) {
1585                 boost = 1;
1586                 rq_weight = NICE_0_LOAD;
1587         }
1588
1589         /*
1590          *             \Sum_j shares_j * rq_weight_i
1591          * shares_i =  -----------------------------
1592          *                  \Sum_j rq_weight_j
1593          */
1594         shares = (sd_shares * rq_weight) / sd_rq_weight;
1595         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1596
1597         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1598                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1599                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1600                 unsigned long flags;
1601
1602                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1603                 tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight = boost ? 0 : rq_weight;
1604                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = boost ? 0 : shares;
1605                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1606                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1607         }
1608 }
1609
1610 /*
1611  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1612  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1613  * parent group depends on the shares of its child groups.
1614  */
1615 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1616 {
1617         unsigned long weight, rq_weight = 0, shares = 0;
1618         unsigned long *usd_rq_weight;
1619         struct sched_domain *sd = data;
1620         unsigned long flags;
1621         int i;
1622
1623         if (!tg->se[0])
1624                 return 0;
1625
1626         local_irq_save(flags);
1627         usd_rq_weight = per_cpu_ptr(update_shares_data, smp_processor_id());
1628
1629         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1630                 weight = tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1631                 usd_rq_weight[i] = weight;
1632
1633                 /*
1634                  * If there are currently no tasks on the cpu pretend there
1635                  * is one of average load so that when a new task gets to
1636                  * run here it will not get delayed by group starvation.
1637                  */
1638                 if (!weight)
1639                         weight = NICE_0_LOAD;
1640
1641                 rq_weight += weight;
1642                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1643         }
1644
1645         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1646                 shares = tg->shares;
1647
1648         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1649                 shares = tg->shares;
1650
1651         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd))
1652                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight, usd_rq_weight);
1653
1654         local_irq_restore(flags);
1655
1656         return 0;
1657 }
1658
1659 /*
1660  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1661  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1662  * group is a fraction of its parents load.
1663  */
1664 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1665 {
1666         unsigned long load;
1667         long cpu = (long)data;
1668
1669         if (!tg->parent) {
1670                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1671         } else {
1672                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1673                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1674                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1675         }
1676
1677         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1678
1679         return 0;
1680 }
1681
1682 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1683 {
1684         s64 elapsed;
1685         u64 now;
1686
1687         if (root_task_group_empty())
1688                 return;
1689
1690         now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1691         elapsed = now - sd->last_update;
1692
1693         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1694                 sd->last_update = now;
1695                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1696         }
1697 }
1698
1699 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1700 {
1701         if (root_task_group_empty())
1702                 return;
1703
1704         spin_unlock(&rq->lock);
1705         update_shares(sd);
1706         spin_lock(&rq->lock);
1707 }
1708
1709 static void update_h_load(long cpu)
1710 {
1711         if (root_task_group_empty())
1712                 return;
1713
1714         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1715 }
1716
1717 #else
1718
1719 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1720 {
1721 }
1722
1723 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1724 {
1725 }
1726
1727 #endif
1728
1729 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1730
1731 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1732
1733 /*
1734  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1735  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1736  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1737  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1738  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1739  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1740  */
1741 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1742         __releases(this_rq->lock)
1743         __acquires(busiest->lock)
1744         __acquires(this_rq->lock)
1745 {
1746         spin_unlock(&this_rq->lock);
1747         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1748
1749         return 1;
1750 }
1751
1752 #else
1753 /*
1754  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1755  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1756  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1757  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1758  * regardless of entry order into the function.
1759  */
1760 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1761         __releases(this_rq->lock)
1762         __acquires(busiest->lock)
1763         __acquires(this_rq->lock)
1764 {
1765         int ret = 0;
1766
1767         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
1768                 if (busiest < this_rq) {
1769                         spin_unlock(&this_rq->lock);
1770                         spin_lock(&busiest->lock);
1771                         spin_lock_nested(&this_rq->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1772                         ret = 1;
1773                 } else
1774                         spin_lock_nested(&busiest->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1775         }
1776         return ret;
1777 }
1778
1779 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1780
1781 /*
1782  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1783  */
1784 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1785 {
1786         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1787                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1788                 spin_unlock(&this_rq->lock);
1789                 BUG_ON(1);
1790         }
1791
1792         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1793 }
1794
1795 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1796         __releases(busiest->lock)
1797 {
1798         spin_unlock(&busiest->lock);
1799         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1800 }
1801 #endif
1802
1803 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1804 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1805 {
1806 #ifdef CONFIG_SMP
1807         cfs_rq->shares = shares;
1808 #endif
1809 }
1810 #endif
1811
1812 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq);
1813
1814 #include "sched_stats.h"
1815 #include "sched_idletask.c"
1816 #include "sched_fair.c"
1817 #include "sched_rt.c"
1818 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1819 # include "sched_debug.c"
1820 #endif
1821
1822 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1823 #define for_each_class(class) \
1824    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1825
1826 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1827 {
1828         rq->nr_running++;
1829 }
1830
1831 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1832 {
1833         rq->nr_running--;
1834 }
1835
1836 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1837 {
1838         if (task_has_rt_policy(p)) {
1839                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1840                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1841                 return;
1842         }
1843
1844         /*
1845          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1846          */
1847         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1848                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1849                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1850                 return;
1851         }
1852
1853         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1854         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1855 }
1856
1857 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1858 {
1859         s64 diff = sample - *avg;
1860         *avg += diff >> 3;
1861 }
1862
1863 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1864 {
1865         if (wakeup)
1866                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1867
1868         sched_info_queued(p);
1869         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1870         p->se.on_rq = 1;
1871 }
1872
1873 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1874 {
1875         if (sleep) {
1876                 if (p->se.last_wakeup) {
1877                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1878                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1879                         p->se.last_wakeup = 0;
1880                 } else {
1881                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1882                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1883                 }
1884         }
1885
1886         sched_info_dequeued(p);
1887         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1888         p->se.on_rq = 0;
1889 }
1890
1891 /*
1892  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1893  */
1894 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1895 {
1896         return p->static_prio;
1897 }
1898
1899 /*
1900  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1901  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1902  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1903  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1904  * estimator recalculates.
1905  */
1906 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1907 {
1908         int prio;
1909
1910         if (task_has_rt_policy(p))
1911                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1912         else
1913                 prio = __normal_prio(p);
1914         return prio;
1915 }
1916
1917 /*
1918  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1919  * taken into account by the scheduler. This value might
1920  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1921  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1922  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1923  */
1924 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1925 {
1926         p->normal_prio = normal_prio(p);
1927         /*
1928          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1929          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1930          * to the normal priority:
1931          */
1932         if (!rt_prio(p->prio))
1933                 return p->normal_prio;
1934         return p->prio;
1935 }
1936
1937 /*
1938  * activate_task - move a task to the runqueue.
1939  */
1940 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1941 {
1942         if (task_contributes_to_load(p))
1943                 rq->nr_uninterruptible--;
1944
1945         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1946         inc_nr_running(rq);
1947 }
1948
1949 /*
1950  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1951  */
1952 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1953 {
1954         if (task_contributes_to_load(p))
1955                 rq->nr_uninterruptible++;
1956
1957         dequeue_task(rq, p, sleep);
1958         dec_nr_running(rq);
1959 }
1960
1961 /**
1962  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1963  * @p: the task in question.
1964  */
1965 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1966 {
1967         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1968 }
1969
1970 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1971 {
1972         set_task_rq(p, cpu);
1973 #ifdef CONFIG_SMP
1974         /*
1975          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1976          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1977          * per-task data have been completed by this moment.
1978          */
1979         smp_wmb();
1980         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1981 #endif
1982 }
1983
1984 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1985                                        const struct sched_class *prev_class,
1986                                        int oldprio, int running)
1987 {
1988         if (prev_class != p->sched_class) {
1989                 if (prev_class->switched_from)
1990                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1991                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1992         } else
1993                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1994 }
1995
1996 /**
1997  * kthread_bind - bind a just-created kthread to a cpu.
1998  * @p: thread created by kthread_create().
1999  * @cpu: cpu (might not be online, must be possible) for @k to run on.
2000  *
2001  * Description: This function is equivalent to set_cpus_allowed(),
2002  * except that @cpu doesn't need to be online, and the thread must be
2003  * stopped (i.e., just returned from kthread_create()).
2004  *
2005  * Function lives here instead of kthread.c because it messes with
2006  * scheduler internals which require locking.
2007  */
2008 void kthread_bind(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
2009 {
2010         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2011         unsigned long flags;
2012
2013         /* Must have done schedule() in kthread() before we set_task_cpu */
2014         if (!wait_task_inactive(p, TASK_UNINTERRUPTIBLE)) {
2015                 WARN_ON(1);
2016                 return;
2017         }
2018
2019         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2020         set_task_cpu(p, cpu);
2021         p->cpus_allowed = cpumask_of_cpu(cpu);
2022         p->rt.nr_cpus_allowed = 1;
2023         p->flags |= PF_THREAD_BOUND;
2024         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2025 }
2026 EXPORT_SYMBOL(kthread_bind);
2027
2028 #ifdef CONFIG_SMP
2029 /*
2030  * Is this task likely cache-hot:
2031  */
2032 static int
2033 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
2034 {
2035         s64 delta;
2036
2037         /*
2038          * Buddy candidates are cache hot:
2039          */
2040         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && this_rq()->nr_running &&
2041                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
2042                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
2043                 return 1;
2044
2045         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
2046                 return 0;
2047
2048         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
2049                 return 1;
2050         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
2051                 return 0;
2052
2053         delta = now - p->se.exec_start;
2054
2055         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
2056 }
2057
2058
2059 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
2060 {
2061         int old_cpu = task_cpu(p);
2062         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
2063         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
2064                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
2065         u64 clock_offset;
2066
2067         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
2068
2069         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
2070
2071 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2072         if (p->se.wait_start)
2073                 p->se.wait_start -= clock_offset;
2074         if (p->se.sleep_start)
2075                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
2076         if (p->se.block_start)
2077                 p->se.block_start -= clock_offset;
2078 #endif
2079         if (old_cpu != new_cpu) {
2080                 p->se.nr_migrations++;
2081                 new_rq->nr_migrations_in++;
2082 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2083                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
2084                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
2085 #endif
2086                 perf_sw_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS,
2087                                      1, 1, NULL, 0);
2088         }
2089         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
2090                                          new_cfsrq->min_vruntime;
2091
2092         __set_task_cpu(p, new_cpu);
2093 }
2094
2095 struct migration_req {
2096         struct list_head list;
2097
2098         struct task_struct *task;
2099         int dest_cpu;
2100
2101         struct completion done;
2102 };
2103
2104 /*
2105  * The task's runqueue lock must be held.
2106  * Returns true if you have to wait for migration thread.
2107  */
2108 static int
2109 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
2110 {
2111         struct rq *rq = task_rq(p);
2112
2113         /*
2114          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
2115          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
2116          */
2117         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
2118                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
2119                 return 0;
2120         }
2121
2122         init_completion(&req->done);
2123         req->task = p;
2124         req->dest_cpu = dest_cpu;
2125         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2126
2127         return 1;
2128 }
2129
2130 /*
2131  * wait_task_context_switch -   wait for a thread to complete at least one
2132  *                              context switch.
2133  *
2134  * @p must not be current.
2135  */
2136 void wait_task_context_switch(struct task_struct *p)
2137 {
2138         unsigned long nvcsw, nivcsw, flags;
2139         int running;
2140         struct rq *rq;
2141
2142         nvcsw   = p->nvcsw;
2143         nivcsw  = p->nivcsw;
2144         for (;;) {
2145                 /*
2146                  * The runqueue is assigned before the actual context
2147                  * switch. We need to take the runqueue lock.
2148                  *
2149                  * We could check initially without the lock but it is
2150                  * very likely that we need to take the lock in every
2151                  * iteration.
2152                  */
2153                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2154                 running = task_running(rq, p);
2155                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2156
2157                 if (likely(!running))
2158                         break;
2159                 /*
2160                  * The switch count is incremented before the actual
2161                  * context switch. We thus wait for two switches to be
2162                  * sure at least one completed.
2163                  */
2164                 if ((p->nvcsw - nvcsw) > 1)
2165                         break;
2166                 if ((p->nivcsw - nivcsw) > 1)
2167                         break;
2168
2169                 cpu_relax();
2170         }
2171 }
2172
2173 /*
2174  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2175  *
2176  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2177  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2178  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2179  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2180  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2181  * @p has remained unscheduled the whole time.
2182  *
2183  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2184  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2185  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2186  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2187  * waiting to become inactive.
2188  */
2189 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2190 {
2191         unsigned long flags;
2192         int running, on_rq;
2193         unsigned long ncsw;
2194         struct rq *rq;
2195
2196         for (;;) {
2197                 /*
2198                  * We do the initial early heuristics without holding
2199                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2200                  * the runqueue lock when things look like they will
2201                  * work out!
2202                  */
2203                 rq = task_rq(p);
2204
2205                 /*
2206                  * If the task is actively running on another CPU
2207                  * still, just relax and busy-wait without holding
2208                  * any locks.
2209                  *
2210                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2211                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2212                  * But we don't care, since "task_running()" will
2213                  * return false if the runqueue has changed and p
2214                  * is actually now running somewhere else!
2215                  */
2216                 while (task_running(rq, p)) {
2217                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2218                                 return 0;
2219                         cpu_relax();
2220                 }
2221
2222                 /*
2223                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2224                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2225                  * just go back and repeat.
2226                  */
2227                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2228                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2229                 running = task_running(rq, p);
2230                 on_rq = p->se.on_rq;
2231                 ncsw = 0;
2232                 if (!match_state || p->state == match_state)
2233                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2234                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2235
2236                 /*
2237                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2238                  */
2239                 if (unlikely(!ncsw))
2240                         break;
2241
2242                 /*
2243                  * Was it really running after all now that we
2244                  * checked with the proper locks actually held?
2245                  *
2246                  * Oops. Go back and try again..
2247                  */
2248                 if (unlikely(running)) {
2249                         cpu_relax();
2250                         continue;
2251                 }
2252
2253                 /*
2254                  * It's not enough that it's not actively running,
2255                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2256                  * preempted!
2257                  *
2258                  * So if it was still runnable (but just not actively
2259                  * running right now), it's preempted, and we should
2260                  * yield - it could be a while.
2261                  */
2262                 if (unlikely(on_rq)) {
2263                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2264                         continue;
2265                 }
2266
2267                 /*
2268                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2269                  * runnable, which means that it will never become
2270                  * running in the future either. We're all done!
2271                  */
2272                 break;
2273         }
2274
2275         return ncsw;
2276 }
2277
2278 /***
2279  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2280  * @p: the to-be-kicked thread
2281  *
2282  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2283  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2284  *
2285  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2286  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2287  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2288  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2289  * achieved as well.
2290  */
2291 void kick_process(struct task_struct *p)
2292 {
2293         int cpu;
2294
2295         preempt_disable();
2296         cpu = task_cpu(p);
2297         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2298                 smp_send_reschedule(cpu);
2299         preempt_enable();
2300 }
2301 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2302 #endif /* CONFIG_SMP */
2303
2304 /**
2305  * task_oncpu_function_call - call a function on the cpu on which a task runs
2306  * @p:          the task to evaluate
2307  * @func:       the function to be called
2308  * @info:       the function call argument
2309  *
2310  * Calls the function @func when the task is currently running. This might
2311  * be on the current CPU, which just calls the function directly
2312  */
2313 void task_oncpu_function_call(struct task_struct *p,
2314                               void (*func) (void *info), void *info)
2315 {
2316         int cpu;
2317
2318         preempt_disable();
2319         cpu = task_cpu(p);
2320         if (task_curr(p))
2321                 smp_call_function_single(cpu, func, info, 1);
2322         preempt_enable();
2323 }
2324
2325 /***
2326  * try_to_wake_up - wake up a thread
2327  * @p: the to-be-woken-up thread
2328  * @state: the mask of task states that can be woken
2329  * @sync: do a synchronous wakeup?
2330  *
2331  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2332  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2333  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2334  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2335  * runnable without the overhead of this.
2336  *
2337  * returns failure only if the task is already active.
2338  */
2339 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state,
2340                           int wake_flags)
2341 {
2342         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2343         unsigned long flags;
2344         struct rq *rq, *orig_rq;
2345
2346         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2347                 wake_flags &= ~WF_SYNC;
2348
2349         this_cpu = get_cpu();
2350
2351         smp_wmb();
2352         rq = orig_rq = task_rq_lock(p, &flags);
2353         update_rq_clock(rq);
2354         if (!(p->state & state))
2355                 goto out;
2356
2357         if (p->se.on_rq)
2358                 goto out_running;
2359
2360         cpu = task_cpu(p);
2361         orig_cpu = cpu;
2362
2363 #ifdef CONFIG_SMP
2364         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2365                 goto out_activate;
2366
2367         /*
2368          * In order to handle concurrent wakeups and release the rq->lock
2369          * we put the task in TASK_WAKING state.
2370          *
2371          * First fix up the nr_uninterruptible count:
2372          */
2373         if (task_contributes_to_load(p))
2374                 rq->nr_uninterruptible--;
2375         p->state = TASK_WAKING;
2376         task_rq_unlock(rq, &flags);
2377
2378         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2379         if (cpu != orig_cpu)
2380                 set_task_cpu(p, cpu);
2381
2382         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2383
2384         if (rq != orig_rq)
2385                 update_rq_clock(rq);
2386
2387         WARN_ON(p->state != TASK_WAKING);
2388         cpu = task_cpu(p);
2389
2390 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2391         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2392         if (cpu == this_cpu)
2393                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2394         else {
2395                 struct sched_domain *sd;
2396                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2397                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2398                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2399                                 break;
2400                         }
2401                 }
2402         }
2403 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2404
2405 out_activate:
2406 #endif /* CONFIG_SMP */
2407         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2408         if (wake_flags & WF_SYNC)
2409                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2410         if (orig_cpu != cpu)
2411                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2412         if (cpu == this_cpu)
2413                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2414         else
2415                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2416         activate_task(rq, p, 1);
2417         success = 1;
2418
2419         /*
2420          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2421          */
2422         if (!in_interrupt()) {
2423                 struct sched_entity *se = &current->se;
2424                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2425
2426                 if (se->last_wakeup)
2427                         sample -= se->last_wakeup;
2428                 else
2429                         sample -= se->start_runtime;
2430                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2431
2432                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2433         }
2434
2435 out_running:
2436         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2437         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2438
2439         p->state = TASK_RUNNING;
2440 #ifdef CONFIG_SMP
2441         if (p->sched_class->task_wake_up)
2442                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2443 #endif
2444 out:
2445         task_rq_unlock(rq, &flags);
2446         put_cpu();
2447
2448         return success;
2449 }
2450
2451 /**
2452  * wake_up_process - Wake up a specific process
2453  * @p: The process to be woken up.
2454  *
2455  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2456  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2457  * running.
2458  *
2459  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2460  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2461  */
2462 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2463 {
2464         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2465 }
2466 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2467
2468 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2469 {
2470         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2471 }
2472
2473 /*
2474  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2475  * p is forked by current.
2476  *
2477  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2478  */
2479 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2480 {
2481         p->se.exec_start                = 0;
2482         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2483         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2484         p->se.nr_migrations             = 0;
2485         p->se.last_wakeup               = 0;
2486         p->se.avg_overlap               = 0;
2487         p->se.start_runtime             = 0;
2488         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2489         p->se.avg_running               = 0;
2490
2491 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2492         p->se.wait_start                        = 0;
2493         p->se.wait_max                          = 0;
2494         p->se.wait_count                        = 0;
2495         p->se.wait_sum                          = 0;
2496
2497         p->se.sleep_start                       = 0;
2498         p->se.sleep_max                         = 0;
2499         p->se.sum_sleep_runtime                 = 0;
2500
2501         p->se.block_start                       = 0;
2502         p->se.block_max                         = 0;
2503         p->se.exec_max                          = 0;
2504         p->se.slice_max                         = 0;
2505
2506         p->se.nr_migrations_cold                = 0;
2507         p->se.nr_failed_migrations_affine       = 0;
2508         p->se.nr_failed_migrations_running      = 0;
2509         p->se.nr_failed_migrations_hot          = 0;
2510         p->se.nr_forced_migrations              = 0;
2511         p->se.nr_forced2_migrations             = 0;
2512
2513         p->se.nr_wakeups                        = 0;
2514         p->se.nr_wakeups_sync                   = 0;
2515         p->se.nr_wakeups_migrate                = 0;
2516         p->se.nr_wakeups_local                  = 0;
2517         p->se.nr_wakeups_remote                 = 0;
2518         p->se.nr_wakeups_affine                 = 0;
2519         p->se.nr_wakeups_affine_attempts        = 0;
2520         p->se.nr_wakeups_passive                = 0;
2521         p->se.nr_wakeups_idle                   = 0;
2522
2523 #endif
2524
2525         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2526         p->se.on_rq = 0;
2527         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2528
2529 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2530         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2531 #endif
2532
2533         /*
2534          * We mark the process as running here, but have not actually
2535          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2536          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2537          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2538          */
2539         p->state = TASK_RUNNING;
2540 }
2541
2542 /*
2543  * fork()/clone()-time setup:
2544  */
2545 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2546 {
2547         int cpu = get_cpu();
2548
2549         __sched_fork(p);
2550
2551         /*
2552          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2553          */
2554         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2555                 if (p->policy == SCHED_FIFO || p->policy == SCHED_RR) {
2556                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2557                         p->normal_prio = p->static_prio;
2558                 }
2559
2560                 if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0) {
2561                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2562                         p->normal_prio = p->static_prio;
2563                         set_load_weight(p);
2564                 }
2565
2566                 /*
2567                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2568                  * fulfilled its duty:
2569                  */
2570                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2571         }
2572
2573         /*
2574          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2575          */
2576         p->prio = current->normal_prio;
2577
2578         if (!rt_prio(p->prio))
2579                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2580
2581 #ifdef CONFIG_SMP
2582         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, SD_BALANCE_FORK, 0);
2583 #endif
2584         set_task_cpu(p, cpu);
2585
2586 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2587         if (likely(sched_info_on()))
2588                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2589 #endif
2590 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2591         p->oncpu = 0;
2592 #endif
2593 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2594         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2595         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2596 #endif
2597         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2598
2599         put_cpu();
2600 }
2601
2602 /*
2603  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2604  *
2605  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2606  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2607  * on the runqueue and wakes it.
2608  */
2609 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2610 {
2611         unsigned long flags;
2612         struct rq *rq;
2613
2614         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2615         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2616         update_rq_clock(rq);
2617
2618         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2619                 activate_task(rq, p, 0);
2620         } else {
2621                 /*
2622                  * Let the scheduling class do new task startup
2623                  * management (if any):
2624                  */
2625                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2626                 inc_nr_running(rq);
2627         }
2628         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2629         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2630 #ifdef CONFIG_SMP
2631         if (p->sched_class->task_wake_up)
2632                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2633 #endif
2634         task_rq_unlock(rq, &flags);
2635 }
2636
2637 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2638
2639 /**
2640  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2641  * @notifier: notifier struct to register
2642  */
2643 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2644 {
2645         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2646 }
2647 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2648
2649 /**
2650  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2651  * @notifier: notifier struct to unregister
2652  *
2653  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2654  */
2655 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2656 {
2657         hlist_del(&notifier->link);
2658 }
2659 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2660
2661 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2662 {
2663         struct preempt_notifier *notifier;
2664         struct hlist_node *node;
2665
2666         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2667                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2668 }
2669
2670 static void
2671 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2672                                  struct task_struct *next)
2673 {
2674         struct preempt_notifier *notifier;
2675         struct hlist_node *node;
2676
2677         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2678                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2679 }
2680
2681 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2682
2683 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2684 {
2685 }
2686
2687 static void
2688 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2689                                  struct task_struct *next)
2690 {
2691 }
2692
2693 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2694
2695 /**
2696  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2697  * @rq: the runqueue preparing to switch
2698  * @prev: the current task that is being switched out
2699  * @next: the task we are going to switch to.
2700  *
2701  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2702  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2703  * switch.
2704  *
2705  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2706  * hooks.
2707  */
2708 static inline void
2709 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2710                     struct task_struct *next)
2711 {
2712         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2713         prepare_lock_switch(rq, next);
2714         prepare_arch_switch(next);
2715 }
2716
2717 /**
2718  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2719  * @rq: runqueue associated with task-switch
2720  * @prev: the thread we just switched away from.
2721  *
2722  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2723  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2724  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2725  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2726  *
2727  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2728  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2729  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2730  * details.)
2731  */
2732 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2733         __releases(rq->lock)
2734 {
2735         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2736         long prev_state;
2737
2738         rq->prev_mm = NULL;
2739
2740         /*
2741          * A task struct has one reference for the use as "current".
2742          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2743          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2744          * the scheduled task must drop that reference.
2745          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2746          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2747          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2748          * be dropped twice.
2749          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2750          */
2751         prev_state = prev->state;
2752         finish_arch_switch(prev);
2753         perf_event_task_sched_in(current, cpu_of(rq));
2754         finish_lock_switch(rq, prev);
2755
2756         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2757         if (mm)
2758                 mmdrop(mm);
2759         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2760                 /*
2761                  * Remove function-return probe instances associated with this
2762                  * task and put them back on the free list.
2763                  */
2764                 kprobe_flush_task(prev);
2765                 put_task_struct(prev);
2766         }
2767 }
2768
2769 #ifdef CONFIG_SMP
2770
2771 /* assumes rq->lock is held */
2772 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2773 {
2774         if (prev->sched_class->pre_schedule)
2775                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
2776 }
2777
2778 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
2779 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2780 {
2781         if (rq->post_schedule) {
2782                 unsigned long flags;
2783
2784                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
2785                 if (rq->curr->sched_class->post_schedule)
2786                         rq->curr->sched_class->post_schedule(rq);
2787                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
2788
2789                 rq->post_schedule = 0;
2790         }
2791 }
2792
2793 #else
2794
2795 static inline void pre_schedule(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2796 {
2797 }
2798
2799 static inline void post_schedule(struct rq *rq)
2800 {
2801 }
2802
2803 #endif
2804
2805 /**
2806  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2807  * @prev: the thread we just switched away from.
2808  */
2809 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2810         __releases(rq->lock)
2811 {
2812         struct rq *rq = this_rq();
2813
2814         finish_task_switch(rq, prev);
2815
2816         /*
2817          * FIXME: do we need to worry about rq being invalidated by the
2818          * task_switch?
2819          */
2820         post_schedule(rq);
2821
2822 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2823         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2824         preempt_enable();
2825 #endif
2826         if (current->set_child_tid)
2827                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2828 }
2829
2830 /*
2831  * context_switch - switch to the new MM and the new
2832  * thread's register state.
2833  */
2834 static inline void
2835 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2836                struct task_struct *next)
2837 {
2838         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2839
2840         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2841         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2842         mm = next->mm;
2843         oldmm = prev->active_mm;
2844         /*
2845          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2846          * combine the page table reload and the switch backend into
2847          * one hypercall.
2848          */
2849         arch_start_context_switch(prev);
2850
2851         if (unlikely(!mm)) {
2852                 next->active_mm = oldmm;
2853                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2854                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2855         } else
2856                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2857
2858         if (unlikely(!prev->mm)) {
2859                 prev->active_mm = NULL;
2860                 rq->prev_mm = oldmm;
2861         }
2862         /*
2863          * Since the runqueue lock will be released by the next
2864          * task (which is an invalid locking op but in the case
2865          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2866          * do an early lockdep release here:
2867          */
2868 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2869         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2870 #endif
2871
2872         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2873         switch_to(prev, next, prev);
2874
2875         barrier();
2876         /*
2877          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2878          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2879          * frame will be invalid.
2880          */
2881         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2882 }
2883
2884 /*
2885  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2886  *
2887  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2888  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2889  * number of context switches performed since bootup.
2890  */
2891 unsigned long nr_running(void)
2892 {
2893         unsigned long i, sum = 0;
2894
2895         for_each_online_cpu(i)
2896                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2897
2898         return sum;
2899 }
2900
2901 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2902 {
2903         unsigned long i, sum = 0;
2904
2905         for_each_possible_cpu(i)
2906                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2907
2908         /*
2909          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2910          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2911          */
2912         if (unlikely((long)sum < 0))
2913                 sum = 0;
2914
2915         return sum;
2916 }
2917
2918 unsigned long long nr_context_switches(void)
2919 {
2920         int i;
2921         unsigned long long sum = 0;
2922
2923         for_each_possible_cpu(i)
2924                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2925
2926         return sum;
2927 }
2928
2929 unsigned long nr_iowait(void)
2930 {
2931         unsigned long i, sum = 0;
2932
2933         for_each_possible_cpu(i)
2934                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2935
2936         return sum;
2937 }
2938
2939 unsigned long nr_iowait_cpu(void)
2940 {
2941         struct rq *this = this_rq();
2942         return atomic_read(&this->nr_iowait);
2943 }
2944
2945 unsigned long this_cpu_load(void)
2946 {
2947         struct rq *this = this_rq();
2948         return this->cpu_load[0];
2949 }
2950
2951
2952 /* Variables and functions for calc_load */
2953 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2954 static unsigned long calc_load_update;
2955 unsigned long avenrun[3];
2956 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
2957
2958 /**
2959  * get_avenrun - get the load average array
2960  * @loads:      pointer to dest load array
2961  * @offset:     offset to add
2962  * @shift:      shift count to shift the result left
2963  *
2964  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2965  */
2966 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2967 {
2968         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2969         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2970         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2971 }
2972
2973 static unsigned long
2974 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2975 {
2976         load *= exp;
2977         load += active * (FIXED_1 - exp);
2978         return load >> FSHIFT;
2979 }
2980
2981 /*
2982  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2983  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2984  */
2985 void calc_global_load(void)
2986 {
2987         unsigned long upd = calc_load_update + 10;
2988         long active;
2989
2990         if (time_before(jiffies, upd))
2991                 return;
2992
2993         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2994         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2995
2996         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2997         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2998         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2999
3000         calc_load_update += LOAD_FREQ;
3001 }
3002
3003 /*
3004  * Either called from update_cpu_load() or from a cpu going idle
3005  */
3006 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
3007 {
3008         long nr_active, delta;
3009
3010         nr_active = this_rq->nr_running;
3011         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
3012
3013         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
3014                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
3015                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
3016                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3017         }
3018 }
3019
3020 /*
3021  * Externally visible per-cpu scheduler statistics:
3022  * cpu_nr_migrations(cpu) - number of migrations into that cpu
3023  */
3024 u64 cpu_nr_migrations(int cpu)
3025 {
3026         return cpu_rq(cpu)->nr_migrations_in;
3027 }
3028
3029 /*
3030  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
3031  * scheduler tick (TICK_NSEC).
3032  */
3033 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
3034 {
3035         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
3036         int i, scale;
3037
3038         this_rq->nr_load_updates++;
3039
3040         /* Update our load: */
3041         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
3042                 unsigned long old_load, new_load;
3043
3044                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3045
3046                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3047                 new_load = this_load;
3048                 /*
3049                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3050                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3051                  * example.
3052                  */
3053                 if (new_load > old_load)
3054                         new_load += scale-1;
3055                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
3056         }
3057
3058         if (time_after_eq(jiffies, this_rq->calc_load_update)) {
3059                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3060                 calc_load_account_active(this_rq);
3061         }
3062 }
3063
3064 #ifdef CONFIG_SMP
3065
3066 /*
3067  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
3068  *
3069  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
3070  * you need to do so manually before calling.
3071  */
3072 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3073         __acquires(rq1->lock)
3074         __acquires(rq2->lock)
3075 {
3076         BUG_ON(!irqs_disabled());
3077         if (rq1 == rq2) {
3078                 spin_lock(&rq1->lock);
3079                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
3080         } else {
3081                 if (rq1 < rq2) {
3082                         spin_lock(&rq1->lock);
3083                         spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3084                 } else {
3085                         spin_lock(&rq2->lock);
3086                         spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3087                 }
3088         }
3089         update_rq_clock(rq1);
3090         update_rq_clock(rq2);
3091 }
3092
3093 /*
3094  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
3095  *
3096  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
3097  * you need to do so manually after calling.
3098  */
3099 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3100         __releases(rq1->lock)
3101         __releases(rq2->lock)
3102 {
3103         spin_unlock(&rq1->lock);
3104         if (rq1 != rq2)
3105                 spin_unlock(&rq2->lock);
3106         else
3107                 __release(rq2->lock);
3108 }
3109
3110 /*
3111  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
3112  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
3113  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
3114  * the cpu_allowed mask is restored.
3115  */
3116 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
3117 {
3118         struct migration_req req;
3119         unsigned long flags;
3120         struct rq *rq;
3121
3122         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3123         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
3124             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
3125                 goto out;
3126
3127         /* force the process onto the specified CPU */
3128         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
3129                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
3130                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
3131
3132                 get_task_struct(mt);
3133                 task_rq_unlock(rq, &flags);
3134                 wake_up_process(mt);
3135                 put_task_struct(mt);
3136                 wait_for_completion(&req.done);
3137
3138                 return;
3139         }
3140 out:
3141         task_rq_unlock(rq, &flags);
3142 }
3143
3144 /*
3145  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3146  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3147  */
3148 void sched_exec(void)
3149 {
3150         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
3151         new_cpu = current->sched_class->select_task_rq(current, SD_BALANCE_EXEC, 0);
3152         put_cpu();
3153         if (new_cpu != this_cpu)
3154                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
3155 }
3156
3157 /*
3158  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
3159  * Both runqueues must be locked.
3160  */
3161 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
3162                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
3163 {
3164         deactivate_task(src_rq, p, 0);
3165         set_task_cpu(p, this_cpu);
3166         activate_task(this_rq, p, 0);
3167         /*
3168          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
3169          * to be always true for them.
3170          */
3171         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3172 }
3173
3174 /*
3175  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3176  */
3177 static
3178 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3179                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3180                      int *all_pinned)
3181 {
3182         int tsk_cache_hot = 0;
3183         /*
3184          * We do not migrate tasks that are:
3185          * 1) running (obviously), or
3186          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3187          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3188          */
3189         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3190                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3191                 return 0;
3192         }
3193         *all_pinned = 0;
3194
3195         if (task_running(rq, p)) {
3196                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3197                 return 0;
3198         }
3199
3200         /*
3201          * Aggressive migration if:
3202          * 1) task is cache cold, or
3203          * 2) too many balance attempts have failed.
3204          */
3205
3206         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3207         if (!tsk_cache_hot ||
3208                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3209 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3210                 if (tsk_cache_hot) {
3211                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3212                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3213                 }
3214 #endif
3215                 return 1;
3216         }
3217
3218         if (tsk_cache_hot) {
3219                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3220                 return 0;
3221         }
3222         return 1;
3223 }
3224
3225 static unsigned long
3226 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3227               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3228               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3229               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3230 {
3231         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3232         struct task_struct *p;
3233         long rem_load_move = max_load_move;
3234
3235         if (max_load_move == 0)
3236                 goto out;
3237
3238         pinned = 1;
3239
3240         /*
3241          * Start the load-balancing iterator:
3242          */
3243         p = iterator->start(iterator->arg);
3244 next:
3245         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3246                 goto out;
3247
3248         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3249             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3250                 p = iterator->next(iterator->arg);
3251                 goto next;
3252         }
3253
3254         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3255         pulled++;
3256         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3257
3258 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3259         /*
3260          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3261          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3262          * section.
3263          */
3264         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3265                 goto out;
3266 #endif
3267
3268         /*
3269          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3270          */
3271         if (rem_load_move > 0) {
3272                 if (p->prio < *this_best_prio)
3273                         *this_best_prio = p->prio;
3274                 p = iterator->next(iterator->arg);
3275                 goto next;
3276         }
3277 out:
3278         /*
3279          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3280          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3281          * inside pull_task().
3282          */
3283         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3284
3285         if (all_pinned)
3286                 *all_pinned = pinned;
3287
3288         return max_load_move - rem_load_move;
3289 }
3290
3291 /*
3292  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3293  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3294  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3295  *
3296  * Called with both runqueues locked.
3297  */
3298 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3299                       unsigned long max_load_move,
3300                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3301                       int *all_pinned)
3302 {
3303         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3304         unsigned long total_load_moved = 0;
3305         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3306
3307         do {
3308                 total_load_moved +=
3309                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3310                                 max_load_move - total_load_moved,
3311                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3312                 class = class->next;
3313
3314 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3315                 /*
3316                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3317                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3318                  * the critical section.
3319                  */
3320                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3321                         break;
3322 #endif
3323         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3324
3325         return total_load_moved > 0;
3326 }
3327
3328 static int
3329 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3330                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3331                    struct rq_iterator *iterator)
3332 {
3333         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3334         int pinned = 0;
3335
3336         while (p) {
3337                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3338                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3339                         /*
3340                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3341                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3342                          * stats here rather than inside pull_task().
3343                          */
3344                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3345
3346                         return 1;
3347                 }
3348                 p = iterator->next(iterator->arg);
3349         }
3350
3351         return 0;
3352 }
3353
3354 /*
3355  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3356  * part of active balancing operations within "domain".
3357  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3358  *
3359  * Called with both runqueues locked.
3360  */
3361 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3362                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3363 {
3364         const struct sched_class *class;
3365
3366         for_each_class(class) {
3367                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3368                         return 1;
3369         }
3370
3371         return 0;
3372 }
3373 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3374 /*
3375  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3376  *              during load balancing.
3377  */
3378 struct sd_lb_stats {
3379         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3380         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3381         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3382         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3383         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3384
3385         /** Statistics of this group */
3386         unsigned long this_load;
3387         unsigned long this_load_per_task;
3388         unsigned long this_nr_running;
3389
3390         /* Statistics of the busiest group */
3391         unsigned long max_load;
3392         unsigned long busiest_load_per_task;
3393         unsigned long busiest_nr_running;
3394
3395         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3396 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3397         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3398         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3399         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3400         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3401         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3402         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3403 #endif
3404 };
3405
3406 /*
3407  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3408  */
3409 struct sg_lb_stats {
3410         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3411         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3412         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3413         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3414         unsigned long group_capacity;
3415         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3416 };
3417
3418 /**
3419  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3420  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3421  */
3422 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3423 {
3424         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3425 }
3426
3427 /**
3428  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3429  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3430  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3431  */
3432 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3433                                         enum cpu_idle_type idle)
3434 {
3435         int load_idx;
3436
3437         switch (idle) {
3438         case CPU_NOT_IDLE:
3439                 load_idx = sd->busy_idx;
3440                 break;
3441
3442         case CPU_NEWLY_IDLE:
3443                 load_idx = sd->newidle_idx;
3444                 break;
3445         default:
3446                 load_idx = sd->idle_idx;
3447                 break;
3448         }
3449
3450         return load_idx;
3451 }
3452
3453
3454 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3455 /**
3456  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3457  * the given sched_domain, during load balancing.
3458  *
3459  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3460  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3461  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3462  */
3463 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3464         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3465 {
3466         /*
3467          * Busy processors will not participate in power savings
3468          * balance.
3469          */
3470         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3471                 sds->power_savings_balance = 0;
3472         else {
3473                 sds->power_savings_balance = 1;
3474                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3475                 sds->leader_nr_running = 0;
3476         }
3477 }
3478
3479 /**
3480  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3481  * sched_domain while performing load balancing.
3482  *
3483  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3484  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3485  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3486  *              load balancing ?
3487  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3488  */
3489 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3490         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3491 {
3492
3493         if (!sds->power_savings_balance)
3494                 return;
3495
3496         /*
3497          * If the local group is idle or completely loaded
3498          * no need to do power savings balance at this domain
3499          */
3500         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3501                                 !sds->this_nr_running))
3502                 sds->power_savings_balance = 0;
3503
3504         /*
3505          * If a group is already running at full capacity or idle,
3506          * don't include that group in power savings calculations
3507          */
3508         if (!sds->power_savings_balance ||
3509                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3510                 !sgs->sum_nr_running)
3511                 return;
3512
3513         /*
3514          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3515          * This is the group from where we need to pick up the load
3516          * for saving power
3517          */
3518         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3519             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3520              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3521                 sds->group_min = group;
3522                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3523                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3524                                                 sgs->sum_nr_running;
3525         }
3526
3527         /*
3528          * Calculate the group which is almost near its
3529          * capacity but still has some space to pick up some load
3530          * from other group and save more power
3531          */
3532         if (sgs->sum_nr_running + 1 > sgs->group_capacity)
3533                 return;
3534
3535         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3536             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3537              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3538                 sds->group_leader = group;
3539                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3540         }
3541 }
3542
3543 /**
3544  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3545  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3546  *      under consideration.
3547  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3548  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3549  *
3550  * Description:
3551  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3552  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3553  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3554  *
3555  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3556  * Else returns 0.
3557  */
3558 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3559                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3560 {
3561         if (!sds->power_savings_balance)
3562                 return 0;
3563
3564         if (sds->this != sds->group_leader ||
3565                         sds->group_leader == sds->group_min)
3566                 return 0;
3567
3568         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3569         sds->busiest = sds->group_min;
3570
3571         return 1;
3572
3573 }
3574 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3575 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3576         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3577 {
3578         return;
3579 }
3580
3581 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3582         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3583 {
3584         return;
3585 }
3586
3587 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3588                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3589 {
3590         return 0;
3591 }
3592 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3593
3594
3595 unsigned long default_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3596 {
3597         return SCHED_LOAD_SCALE;
3598 }
3599
3600 unsigned long __weak arch_scale_freq_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3601 {
3602         return default_scale_freq_power(sd, cpu);
3603 }
3604
3605 unsigned long default_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3606 {
3607         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3608         unsigned long smt_gain = sd->smt_gain;
3609
3610         smt_gain /= weight;
3611
3612         return smt_gain;
3613 }
3614
3615 unsigned long __weak arch_scale_smt_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3616 {
3617         return default_scale_smt_power(sd, cpu);
3618 }
3619
3620 unsigned long scale_rt_power(int cpu)
3621 {
3622         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3623         u64 total, available;
3624
3625         sched_avg_update(rq);
3626
3627         total = sched_avg_period() + (rq->clock - rq->age_stamp);
3628         available = total - rq->rt_avg;
3629
3630         if (unlikely((s64)total < SCHED_LOAD_SCALE))
3631                 total = SCHED_LOAD_SCALE;
3632
3633         total >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3634
3635         return div_u64(available, total);
3636 }
3637
3638 static void update_cpu_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3639 {
3640         unsigned long weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
3641         unsigned long power = SCHED_LOAD_SCALE;
3642         struct sched_group *sdg = sd->groups;
3643
3644         if (sched_feat(ARCH_POWER))
3645                 power *= arch_scale_freq_power(sd, cpu);
3646         else
3647                 power *= default_scale_freq_power(sd, cpu);
3648
3649         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3650
3651         if ((sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER) && weight > 1) {
3652                 if (sched_feat(ARCH_POWER))
3653                         power *= arch_scale_smt_power(sd, cpu);
3654                 else
3655                         power *= default_scale_smt_power(sd, cpu);
3656
3657                 power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3658         }
3659
3660         power *= scale_rt_power(cpu);
3661         power >>= SCHED_LOAD_SHIFT;
3662
3663         if (!power)
3664                 power = 1;
3665
3666         sdg->cpu_power = power;
3667 }
3668
3669 static void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu)
3670 {
3671         struct sched_domain *child = sd->child;
3672         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
3673         unsigned long power;
3674
3675         if (!child) {
3676                 update_cpu_power(sd, cpu);
3677                 return;
3678         }
3679
3680         power = 0;
3681
3682         group = child->groups;
3683         do {
3684                 power += group->cpu_power;
3685                 group = group->next;
3686         } while (group != child->groups);
3687
3688         sdg->cpu_power = power;
3689 }
3690
3691 /**
3692  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3693  * @sd: The sched_domain whose statistics are to be updated.
3694  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3695  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3696  * @idle: Idle status of this_cpu
3697  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3698  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3699  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3700  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3701  * @balance: Should we balance.
3702  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3703  */
3704 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_domain *sd,
3705                         struct sched_group *group, int this_cpu,
3706                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3707                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3708                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3709 {
3710         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3711         int i;
3712         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3713         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3714         unsigned long avg_load_per_task;
3715
3716         if (local_group) {
3717                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3718                 if (balance_cpu == this_cpu)
3719                         update_group_power(sd, this_cpu);
3720         }
3721
3722         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3723         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3724         max_cpu_load = 0;
3725         min_cpu_load = ~0UL;
3726
3727         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3728                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3729
3730                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3731                         *sd_idle = 0;
3732
3733                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3734                 if (local_group) {
3735                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3736                                 first_idle_cpu = 1;
3737                                 balance_cpu = i;
3738                         }
3739
3740                         load = target_load(i, load_idx);
3741                 } else {
3742                         load = source_load(i, load_idx);
3743                         if (load > max_cpu_load)
3744                                 max_cpu_load = load;
3745                         if (min_cpu_load > load)
3746                                 min_cpu_load = load;
3747                 }
3748
3749                 sgs->group_load += load;
3750                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3751                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3752
3753                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3754         }
3755
3756         /*
3757          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3758          * is eligible for doing load balancing at this and above
3759          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3760          * to do the newly idle load balance.
3761          */
3762         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3763             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3764                 *balance = 0;
3765                 return;
3766         }
3767
3768         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3769         sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE) / group->cpu_power;
3770
3771
3772         /*
3773          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3774          * than the average weight of two tasks.
3775          *
3776          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3777          *      might not be a suitable number - should we keep a
3778          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3779          *      the hierarchy?
3780          */
3781         avg_load_per_task = (sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3782                 group->cpu_power;
3783
3784         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3785                 sgs->group_imb = 1;
3786
3787         sgs->group_capacity =
3788                 DIV_ROUND_CLOSEST(group->cpu_power, SCHED_LOAD_SCALE);
3789 }
3790
3791 /**
3792  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3793  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3794  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3795  * @idle: Idle status of this_cpu
3796  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3797  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3798  * @balance: Should we balance.
3799  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3800  */
3801 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3802                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3803                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3804                         struct sd_lb_stats *sds)
3805 {
3806         struct sched_domain *child = sd->child;
3807         struct sched_group *group = sd->groups;
3808         struct sg_lb_stats sgs;
3809         int load_idx, prefer_sibling = 0;
3810
3811         if (child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING)
3812                 prefer_sibling = 1;
3813
3814         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3815         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3816
3817         do {
3818                 int local_group;
3819
3820                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3821                                                sched_group_cpus(group));
3822                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3823                 update_sg_lb_stats(sd, group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3824                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3825
3826                 if (local_group && balance && !(*balance))
3827                         return;
3828
3829                 sds->total_load += sgs.group_load;
3830                 sds->total_pwr += group->cpu_power;
3831
3832                 /*
3833                  * In case the child domain prefers tasks go to siblings
3834                  * first, lower the group capacity to one so that we'll try
3835                  * and move all the excess tasks away.
3836                  */
3837                 if (prefer_sibling)
3838                         sgs.group_capacity = min(sgs.group_capacity, 1UL);
3839
3840                 if (local_group) {
3841                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3842                         sds->this = group;
3843                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3844                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3845                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3846                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3847                                 sgs.group_imb)) {
3848                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3849                         sds->busiest = group;
3850                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3851                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3852                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3853                 }
3854
3855                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3856                 group = group->next;
3857         } while (group != sd->groups);
3858 }
3859
3860 /**
3861  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3862  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3863  *                      load balancing.
3864  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3865  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3866  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3867  */
3868 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3869                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3870 {
3871         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3872         unsigned int imbn = 2;
3873
3874         if (sds->this_nr_running) {
3875                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3876                 if (sds->busiest_load_per_task >
3877                                 sds->this_load_per_task)
3878                         imbn = 1;
3879         } else
3880                 sds->this_load_per_task =
3881                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3882
3883         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3884                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3885                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3886                 return;
3887         }
3888
3889         /*
3890          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3891          * however we may be able to increase total CPU power used by
3892          * moving them.
3893          */
3894
3895         pwr_now += sds->busiest->cpu_power *
3896                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3897         pwr_now += sds->this->cpu_power *
3898                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3899         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3900
3901         /* Amount of load we'd subtract */
3902         tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3903                 sds->busiest->cpu_power;
3904         if (sds->max_load > tmp)
3905                 pwr_move += sds->busiest->cpu_power *
3906                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3907
3908         /* Amount of load we'd add */
3909         if (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power <
3910                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3911                 tmp = (sds->max_load * sds->busiest->cpu_power) /
3912                         sds->this->cpu_power;
3913         else
3914                 tmp = (sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE) /
3915                         sds->this->cpu_power;
3916         pwr_move += sds->this->cpu_power *
3917                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3918         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3919
3920         /* Move if we gain throughput */
3921         if (pwr_move > pwr_now)
3922                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3923 }
3924
3925 /**
3926  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3927  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3928  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3929  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3930  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3931  */
3932 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3933                 unsigned long *imbalance)
3934 {
3935         unsigned long max_pull;
3936         /*
3937          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3938          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3939          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3940          */
3941         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3942                 *imbalance = 0;
3943                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3944         }
3945
3946         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3947         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3948                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3949
3950         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3951         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->cpu_power,
3952                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->cpu_power)
3953                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3954
3955         /*
3956          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3957          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3958          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3959          * moved
3960          */
3961         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3962                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3963
3964 }
3965 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3966
3967 /**
3968  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3969  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3970  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3971  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3972  * such a group exists.
3973  *
3974  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3975  * to restore balance.
3976  *
3977  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3978  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3979  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3980  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3981  * @idle: The idle status of this_cpu.
3982  * @sd_idle: The idleness of sd
3983  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3984  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3985  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3986  *
3987  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3988  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3989  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3990  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3991  */
3992 static struct sched_group *
3993 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3994                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3995                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
3996 {
3997         struct sd_lb_stats sds;
3998
3999         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
4000
4001         /*
4002          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
4003          * this level.
4004          */
4005         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
4006                                         balance, &sds);
4007
4008         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
4009         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
4010          *    at this level.
4011          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
4012          * 3) This group is the busiest group.
4013          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
4014          *    sched_domain.
4015          * 5) The imbalance is within the specified limit.
4016          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
4017          */
4018         if (balance && !(*balance))
4019                 goto ret;
4020
4021         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
4022                 goto out_balanced;
4023
4024         if (sds.this_load >= sds.max_load)
4025                 goto out_balanced;
4026
4027         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
4028
4029         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
4030                 goto out_balanced;
4031
4032         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
4033                 goto out_balanced;
4034
4035         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
4036         if (sds.group_imb)
4037                 sds.busiest_load_per_task =
4038                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
4039
4040         /*
4041          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
4042          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
4043          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
4044          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
4045          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
4046          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
4047          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
4048          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
4049          * appear as very large values with unsigned longs.
4050          */
4051         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
4052                 goto out_balanced;
4053
4054         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
4055         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
4056         return sds.busiest;
4057
4058 out_balanced:
4059         /*
4060          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
4061          * to save power.
4062          */
4063         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
4064                 return sds.busiest;
4065 ret:
4066         *imbalance = 0;
4067         return NULL;
4068 }
4069
4070 /*
4071  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
4072  */
4073 static struct rq *
4074 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
4075                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
4076 {
4077         struct rq *busiest = NULL, *rq;
4078         unsigned long max_load = 0;
4079         int i;
4080
4081         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
4082                 unsigned long power = power_of(i);
4083                 unsigned long capacity = DIV_ROUND_CLOSEST(power, SCHED_LOAD_SCALE);
4084                 unsigned long wl;
4085
4086                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
4087                         continue;
4088
4089                 rq = cpu_rq(i);
4090                 wl = weighted_cpuload(i) * SCHED_LOAD_SCALE;
4091                 wl /= power;
4092
4093                 if (capacity && rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
4094                         continue;
4095
4096                 if (wl > max_load) {
4097                         max_load = wl;
4098                         busiest = rq;
4099                 }
4100         }
4101
4102         return busiest;
4103 }
4104
4105 /*
4106  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
4107  * so long as it is large enough.
4108  */
4109 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
4110
4111 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
4112 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
4113
4114 /*
4115  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4116  * tasks if there is an imbalance.
4117  */
4118 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4119                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4120                         int *balance)
4121 {
4122         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
4123         struct sched_group *group;
4124         unsigned long imbalance;
4125         struct rq *busiest;
4126         unsigned long flags;
4127         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4128
4129         cpumask_setall(cpus);
4130
4131         /*
4132          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4133          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4134          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
4135          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4136          */
4137         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4138             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4139                 sd_idle = 1;
4140
4141         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4142
4143 redo:
4144         update_shares(sd);
4145         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
4146                                    cpus, balance);
4147
4148         if (*balance == 0)
4149                 goto out_balanced;
4150
4151         if (!group) {
4152                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4153                 goto out_balanced;
4154         }
4155
4156         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
4157         if (!busiest) {
4158                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4159                 goto out_balanced;
4160         }
4161
4162         BUG_ON(busiest == this_rq);
4163
4164         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
4165
4166         ld_moved = 0;
4167         if (busiest->nr_running > 1) {
4168                 /*
4169                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4170                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4171                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4172                  * correctly treated as an imbalance.
4173                  */
4174                 local_irq_save(flags);
4175                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4176                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4177                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
4178                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4179                 local_irq_restore(flags);
4180
4181                 /*
4182                  * some other cpu did the load balance for us.
4183                  */
4184                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
4185                         resched_cpu(this_cpu);
4186
4187                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4188                 if (unlikely(all_pinned)) {
4189                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4190                         if (!cpumask_empty(cpus))
4191                                 goto redo;
4192                         goto out_balanced;
4193                 }
4194         }
4195
4196         if (!ld_moved) {
4197                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4198                 sd->nr_balance_failed++;
4199
4200                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
4201
4202                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4203
4204                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
4205                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4206                          */
4207                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4208                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4209                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4210                                 all_pinned = 1;
4211                                 goto out_one_pinned;
4212                         }
4213
4214                         if (!busiest->active_balance) {
4215                                 busiest->active_balance = 1;
4216                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4217                                 active_balance = 1;
4218                         }
4219                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4220                         if (active_balance)
4221                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
4222
4223                         /*
4224                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4225                          * counter.
4226                          */
4227                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4228                 }
4229         } else
4230                 sd->nr_balance_failed = 0;
4231
4232         if (likely(!active_balance)) {
4233                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4234                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4235         } else {
4236                 /*
4237                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4238                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4239                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4240                  * move_tasks).
4241                  */
4242                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4243                         sd->balance_interval *= 2;
4244         }
4245
4246         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4247             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4248                 ld_moved = -1;
4249
4250         goto out;
4251
4252 out_balanced:
4253         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4254
4255         sd->nr_balance_failed = 0;
4256
4257 out_one_pinned:
4258         /* tune up the balancing interval */
4259         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4260                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4261                 sd->balance_interval *= 2;
4262
4263         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4264             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4265                 ld_moved = -1;
4266         else
4267                 ld_moved = 0;
4268 out:
4269         if (ld_moved)
4270                 update_shares(sd);
4271         return ld_moved;
4272 }
4273
4274 /*
4275  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4276  * tasks if there is an imbalance.
4277  *
4278  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
4279  * this_rq is locked.
4280  */
4281 static int
4282 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
4283 {
4284         struct sched_group *group;
4285         struct rq *busiest = NULL;
4286         unsigned long imbalance;
4287         int ld_moved = 0;
4288         int sd_idle = 0;
4289         int all_pinned = 0;
4290         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4291
4292         cpumask_setall(cpus);
4293
4294         /*
4295          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4296          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4297          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
4298          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4299          */
4300         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4301             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4302                 sd_idle = 1;
4303
4304         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
4305 redo:
4306         update_shares_locked(this_rq, sd);
4307         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
4308                                    &sd_idle, cpus, NULL);
4309         if (!group) {
4310                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
4311                 goto out_balanced;
4312         }
4313
4314         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
4315         if (!busiest) {
4316                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
4317                 goto out_balanced;
4318         }
4319
4320         BUG_ON(busiest == this_rq);
4321
4322         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
4323
4324         ld_moved = 0;
4325         if (busiest->nr_running > 1) {
4326                 /* Attempt to move tasks */
4327                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4328                 /* this_rq->clock is already updated */
4329                 update_rq_clock(busiest);
4330                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4331                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
4332                                         &all_pinned);
4333                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4334
4335                 if (unlikely(all_pinned)) {
4336                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4337                         if (!cpumask_empty(cpus))
4338                                 goto redo;
4339                 }
4340         }
4341
4342         if (!ld_moved) {
4343                 int active_balance = 0;
4344
4345                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
4346                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4347                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4348                         return -1;
4349
4350                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4351                         return -1;
4352
4353                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
4354                         return -1;
4355
4356                 /*
4357                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4358                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4359                  * package. The same method used to move task in load_balance()
4360                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
4361                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
4362                  *
4363                  * The package power saving logic comes from
4364                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
4365                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
4366                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4367                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4368                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4369                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4370                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4371                  *
4372                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4373                  * will be more than one task in the source run queue and
4374                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4375                  * active balance code will not be triggered.
4376                  */
4377
4378                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
4379                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4380
4381                 /*
4382                  * don't kick the migration_thread, if the curr
4383                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4384                  */
4385                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4386                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4387                         all_pinned = 1;
4388                         return ld_moved;
4389                 }
4390
4391                 if (!busiest->active_balance) {
4392                         busiest->active_balance = 1;
4393                         busiest->push_cpu = this_cpu;
4394                         active_balance = 1;
4395                 }
4396
4397                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4398                 /*
4399                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
4400                  */
4401                 spin_unlock(&this_rq->lock);
4402                 if (active_balance)
4403                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
4404                 spin_lock(&this_rq->lock);
4405
4406         } else
4407                 sd->nr_balance_failed = 0;
4408
4409         update_shares_locked(this_rq, sd);
4410         return ld_moved;
4411
4412 out_balanced:
4413         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
4414         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4415             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4416                 return -1;
4417         sd->nr_balance_failed = 0;
4418
4419         return 0;
4420 }
4421
4422 /*
4423  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4424  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4425  */
4426 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4427 {
4428         struct sched_domain *sd;
4429         int pulled_task = 0;
4430         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4431
4432         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4433                 unsigned long interval;
4434
4435                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4436                         continue;
4437
4438                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
4439                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4440                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
4441                                                            sd);
4442
4443                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4444                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4445                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4446                 if (pulled_task)
4447                         break;
4448         }
4449         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4450                 /*
4451                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4452                  * a busy processor. So reset next_balance.
4453                  */
4454                 this_rq->next_balance = next_balance;
4455         }
4456 }
4457
4458 /*
4459  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
4460  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
4461  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
4462  * logical imbalances.
4463  *
4464  * Called with busiest_rq locked.
4465  */
4466 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
4467 {
4468         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4469         struct sched_domain *sd;
4470         struct rq *target_rq;
4471
4472         /* Is there any task to move? */
4473         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4474                 return;
4475
4476         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4477
4478         /*
4479          * This condition is "impossible", if it occurs
4480          * we need to fix it. Originally reported by
4481          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4482          */
4483         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4484
4485         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4486         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4487         update_rq_clock(busiest_rq);
4488         update_rq_clock(target_rq);
4489
4490         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4491         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4492                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4493                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4494                                 break;
4495         }
4496
4497         if (likely(sd)) {
4498                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4499
4500                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4501                                   sd, CPU_IDLE))
4502                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4503                 else
4504                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4505         }
4506         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4507 }
4508
4509 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4510 static struct {
4511         atomic_t load_balancer;
4512         cpumask_var_t cpu_mask;
4513         cpumask_var_t ilb_grp_nohz_mask;
4514 } nohz ____cacheline_aligned = {
4515         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
4516 };
4517
4518 int get_nohz_load_balancer(void)
4519 {
4520         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
4521 }
4522
4523 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
4524 /**
4525  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
4526  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
4527  *              be returned.
4528  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
4529  *              for the given cpu.
4530  *
4531  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
4532  */
4533 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
4534 {
4535         struct sched_domain *sd;
4536
4537         for_each_domain(cpu, sd)
4538                 if (sd && (sd->flags & flag))
4539                         break;
4540
4541         return sd;
4542 }
4543
4544 /**
4545  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
4546  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
4547  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
4548  *              for cpu.
4549  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
4550  *
4551  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
4552  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
4553  */
4554 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
4555         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
4556                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
4557
4558 /**
4559  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
4560  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
4561  *
4562  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
4563  *
4564  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
4565  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
4566  * sched_group is semi-idle or not.
4567  */
4568 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
4569 {
4570         cpumask_and(nohz.ilb_grp_nohz_mask, nohz.cpu_mask,
4571                                         sched_group_cpus(ilb_group));
4572
4573         /*
4574          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
4575          * and atleast one idle cpu.
4576          */
4577         if (cpumask_empty(nohz.ilb_grp_nohz_mask))
4578                 return 0;
4579
4580         if (cpumask_equal(nohz.ilb_grp_nohz_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
4581                 return 0;
4582
4583         return 1;
4584 }
4585 /**
4586  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
4587  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
4588  *
4589  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
4590  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
4591  *
4592  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
4593  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
4594  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
4595  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
4596  */
4597 static int find_new_ilb(int cpu)
4598 {
4599         struct sched_domain *sd;
4600         struct sched_group *ilb_group;
4601
4602         /*
4603          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
4604          * when power-aware load balancing is enabled
4605          */
4606         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
4607                 goto out_done;
4608
4609         /*
4610          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
4611          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
4612          */
4613         if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) < 2)
4614                 goto out_done;
4615
4616         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
4617                 ilb_group = sd->groups;
4618
4619                 do {
4620                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
4621                                 return cpumask_first(nohz.ilb_grp_nohz_mask);
4622
4623                         ilb_group = ilb_group->next;
4624
4625                 } while (ilb_group != sd->groups);
4626         }
4627
4628 out_done:
4629         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4630 }
4631 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
4632 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4633 {
4634         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4635 }
4636 #endif
4637
4638 /*
4639  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4640  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4641  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
4642  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
4643  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
4644  * arrives...
4645  *
4646  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
4647  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
4648  * nohz.cpu_mask..
4649  *
4650  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
4651  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
4652  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
4653  * there is no need for ilb owner.
4654  *
4655  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
4656  * next busy scheduler_tick()
4657  */
4658 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4659 {
4660         int cpu = smp_processor_id();
4661
4662         if (stop_tick) {
4663                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
4664
4665                 if (!cpu_active(cpu)) {
4666                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4667                                 return 0;
4668
4669                         /*
4670                          * If we are going offline and still the leader,
4671                          * give up!
4672                          */
4673                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4674                                 BUG();
4675
4676                         return 0;
4677                 }
4678
4679                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4680
4681                 /* time for ilb owner also to sleep */
4682                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4683                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4684                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4685                         return 0;
4686                 }
4687
4688                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4689                         /* make me the ilb owner */
4690                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
4691                                 return 1;
4692                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4693                         int new_ilb;
4694
4695                         if (!(sched_smt_power_savings ||
4696                                                 sched_mc_power_savings))
4697                                 return 1;
4698                         /*
4699                          * Check to see if there is a more power-efficient
4700                          * ilb.
4701                          */
4702                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
4703                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
4704                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4705                                 resched_cpu(new_ilb);
4706                                 return 0;
4707                         }
4708                         return 1;
4709                 }
4710         } else {
4711                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4712                         return 0;
4713
4714                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4715
4716                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4717                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4718                                 BUG();
4719         }
4720         return 0;
4721 }
4722 #endif
4723
4724 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4725
4726 /*
4727  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4728  * and initiates a balancing operation if so.
4729  *
4730  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4731  */
4732 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4733 {
4734         int balance = 1;
4735         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4736         unsigned long interval;
4737         struct sched_domain *sd;
4738         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4739         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4740         int update_next_balance = 0;
4741         int need_serialize;
4742
4743         for_each_domain(cpu, sd) {
4744                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4745                         continue;
4746
4747                 interval = sd->balance_interval;
4748                 if (idle != CPU_IDLE)
4749                         interval *= sd->busy_factor;
4750
4751                 /* scale ms to jiffies */
4752                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4753                 if (unlikely(!interval))
4754                         interval = 1;
4755                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
4756                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
4757
4758                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4759
4760                 if (need_serialize) {
4761                         if (!spin_trylock(&balancing))
4762                                 goto out;
4763                 }
4764
4765                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4766                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4767                                 /*
4768                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4769                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
4770                                  * not idle.
4771                                  */
4772                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4773                         }
4774                         sd->last_balance = jiffies;
4775                 }
4776                 if (need_serialize)
4777                         spin_unlock(&balancing);
4778 out:
4779                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4780                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4781                         update_next_balance = 1;
4782                 }
4783
4784                 /*
4785                  * Stop the load balance at this level. There is another
4786                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4787                  * actively.
4788                  */
4789                 if (!balance)
4790                         break;
4791         }
4792
4793         /*
4794          * next_balance will be updated only when there is a need.
4795          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4796          * updated.
4797          */
4798         if (likely(update_next_balance))
4799                 rq->next_balance = next_balance;
4800 }
4801
4802 /*
4803  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4804  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
4805  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4806  */
4807 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4808 {
4809         int this_cpu = smp_processor_id();
4810         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4811         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
4812                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4813
4814         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4815
4816 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4817         /*
4818          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
4819          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4820          * stopped.
4821          */
4822         if (this_rq->idle_at_tick &&
4823             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
4824                 struct rq *rq;
4825                 int balance_cpu;
4826
4827                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
4828                         if (balance_cpu == this_cpu)
4829                                 continue;
4830
4831                         /*
4832                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4833                          * work being done for other cpus. Next load
4834                          * balancing owner will pick it up.
4835                          */
4836                         if (need_resched())
4837                                 break;
4838
4839                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4840
4841                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
4842                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4843                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4844                 }
4845         }
4846 #endif
4847 }
4848
4849 static inline int on_null_domain(int cpu)
4850 {
4851         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
4852 }
4853
4854 /*
4855  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4856  *
4857  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
4858  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
4859  * if the whole system is idle.
4860  */
4861 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4862 {
4863 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4864         /*
4865          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4866          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4867          * load balancer.
4868          */
4869         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4870                 rq->in_nohz_recently = 0;
4871
4872                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4873                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4874                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4875                 }
4876
4877                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4878                         int ilb = find_new_ilb(cpu);
4879
4880                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4881                                 resched_cpu(ilb);
4882                 }
4883         }
4884
4885         /*
4886          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4887          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4888          */
4889         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4890             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4891                 resched_cpu(cpu);
4892                 return;
4893         }
4894
4895         /*
4896          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4897          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4898          */
4899         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4900             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4901                 return;
4902 #endif
4903         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4904         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4905             likely(!on_null_domain(cpu)))
4906                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4907 }
4908
4909 #else   /* CONFIG_SMP */
4910
4911 /*
4912  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4913  */
4914 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4915 {
4916 }
4917
4918 #endif
4919
4920 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4921
4922 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4923
4924 /*
4925  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4926  * @p in case that task is currently running.
4927  *
4928  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4929  */
4930 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4931 {
4932         u64 ns = 0;
4933
4934         if (task_current(rq, p)) {
4935                 update_rq_clock(rq);
4936                 ns = rq->clock - p->se.exec_start;
4937                 if ((s64)ns < 0)
4938                         ns = 0;
4939         }
4940
4941         return ns;
4942 }
4943
4944 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4945 {
4946         unsigned long flags;
4947         struct rq *rq;
4948         u64 ns = 0;
4949
4950         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4951         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4952         task_rq_unlock(rq, &flags);
4953
4954         return ns;
4955 }
4956
4957 /*
4958  * Return accounted runtime for the task.
4959  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4960  * pending runtime that have not been accounted yet.
4961  */
4962 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4963 {
4964         unsigned long flags;
4965         struct rq *rq;
4966         u64 ns = 0;
4967
4968         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4969         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4970         task_rq_unlock(rq, &flags);
4971
4972         return ns;
4973 }
4974
4975 /*
4976  * Return sum_exec_runtime for the thread group.
4977  * In case the task is currently running, return the sum plus current's
4978  * pending runtime that have not been accounted yet.
4979  *
4980  * Note that the thread group might have other running tasks as well,
4981  * so the return value not includes other pending runtime that other
4982  * running tasks might have.
4983  */
4984 unsigned long long thread_group_sched_runtime(struct task_struct *p)
4985 {
4986         struct task_cputime totals;
4987         unsigned long flags;
4988         struct rq *rq;
4989         u64 ns;
4990
4991         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4992         thread_group_cputime(p, &totals);
4993         ns = totals.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4994         task_rq_unlock(rq, &flags);
4995
4996         return ns;
4997 }
4998
4999 /*
5000  * Account user cpu time to a process.
5001  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5002  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
5003  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5004  */
5005 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5006                        cputime_t cputime_scaled)
5007 {
5008         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5009         cputime64_t tmp;
5010
5011         /* Add user time to process. */
5012         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5013         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5014         account_group_user_time(p, cputime);
5015
5016         /* Add user time to cpustat. */
5017         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5018         if (TASK_NICE(p) > 0)
5019                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
5020         else
5021                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5022
5023         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
5024         /* Account for user time used */
5025         acct_update_integrals(p);
5026 }
5027
5028 /*
5029  * Account guest cpu time to a process.
5030  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5031  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
5032  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5033  */
5034 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
5035                                cputime_t cputime_scaled)
5036 {
5037         cputime64_t tmp;
5038         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5039
5040         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5041
5042         /* Add guest time to process. */
5043         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
5044         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
5045         account_group_user_time(p, cputime);
5046         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
5047
5048         /* Add guest time to cpustat. */
5049         cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
5050         cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
5051 }
5052
5053 /*
5054  * Account system cpu time to a process.
5055  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5056  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
5057  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
5058  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
5059  */
5060 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
5061                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
5062 {
5063         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5064         cputime64_t tmp;
5065
5066         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
5067                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
5068                 return;
5069         }
5070
5071         /* Add system time to process. */
5072         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
5073         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
5074         account_group_system_time(p, cputime);
5075
5076         /* Add system time to cpustat. */
5077         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
5078         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
5079                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
5080         else if (softirq_count())
5081                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
5082         else
5083                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
5084
5085         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
5086
5087         /* Account for system time used */
5088         acct_update_integrals(p);
5089 }
5090
5091 /*
5092  * Account for involuntary wait time.
5093  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
5094  */
5095 void account_steal_time(cputime_t cputime)
5096 {
5097         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5098         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5099
5100         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
5101 }
5102
5103 /*
5104  * Account for idle time.
5105  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
5106  */
5107 void account_idle_time(cputime_t cputime)
5108 {
5109         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
5110         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
5111         struct rq *rq = this_rq();
5112
5113         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
5114                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
5115         else
5116                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
5117 }
5118
5119 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5120
5121 /*
5122  * Account a single tick of cpu time.
5123  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5124  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
5125  */
5126 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
5127 {
5128         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(cputime_one_jiffy);
5129         struct rq *rq = this_rq();
5130
5131         if (user_tick)
5132                 account_user_time(p, cputime_one_jiffy, one_jiffy_scaled);
5133         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
5134                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, cputime_one_jiffy,
5135                                     one_jiffy_scaled);
5136         else
5137                 account_idle_time(cputime_one_jiffy);
5138 }
5139
5140 /*
5141  * Account multiple ticks of steal time.
5142  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
5143  * @ticks: number of stolen ticks
5144  */
5145 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
5146 {
5147         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5148 }
5149
5150 /*
5151  * Account multiple ticks of idle time.
5152  * @ticks: number of stolen ticks
5153  */
5154 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
5155 {
5156         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5157 }
5158
5159 #endif
5160
5161 /*
5162  * Use precise platform statistics if available:
5163  */
5164 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5165 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
5166 {
5167         return p->utime;
5168 }
5169
5170 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
5171 {
5172         return p->stime;
5173 }
5174 #else
5175 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
5176 {
5177         clock_t utime = cputime_to_clock_t(p->utime),
5178                 total = utime + cputime_to_clock_t(p->stime);
5179         u64 temp;
5180
5181         /*
5182          * Use CFS's precise accounting:
5183          */
5184         temp = (u64)nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime);
5185
5186         if (total) {
5187                 temp *= utime;
5188                 do_div(temp, total);
5189         }
5190         utime = (clock_t)temp;
5191
5192         p->prev_utime = max(p->prev_utime, clock_t_to_cputime(utime));
5193         return p->prev_utime;
5194 }
5195
5196 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
5197 {
5198         clock_t stime;
5199
5200         /*
5201          * Use CFS's precise accounting. (we subtract utime from
5202          * the total, to make sure the total observed by userspace
5203          * grows monotonically - apps rely on that):
5204          */
5205         stime = nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime) -
5206                         cputime_to_clock_t(task_utime(p));
5207
5208         if (stime >= 0)
5209                 p->prev_stime = max(p->prev_stime, clock_t_to_cputime(stime));
5210
5211         return p->prev_stime;
5212 }
5213 #endif
5214
5215 inline cputime_t task_gtime(struct task_struct *p)
5216 {
5217         return p->gtime;
5218 }
5219
5220 /*
5221  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5222  * We call it with interrupts disabled.
5223  *
5224  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
5225  * timeslices.
5226  */
5227 void scheduler_tick(void)
5228 {
5229         int cpu = smp_processor_id();
5230         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5231         struct task_struct *curr = rq->curr;
5232
5233         sched_clock_tick();
5234
5235         spin_lock(&rq->lock);
5236         update_rq_clock(rq);
5237         update_cpu_load(rq);
5238         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5239         spin_unlock(&rq->lock);
5240
5241         perf_event_task_tick(curr, cpu);
5242
5243 #ifdef CONFIG_SMP
5244         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
5245         trigger_load_balance(rq, cpu);
5246 #endif
5247 }
5248
5249 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
5250 {
5251         if (in_lock_functions(addr)) {
5252                 addr = CALLER_ADDR2;
5253                 if (in_lock_functions(addr))
5254                         addr = CALLER_ADDR3;
5255         }
5256         return addr;
5257 }
5258
5259 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5260                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
5261
5262 void __kprobes add_preempt_count(int val)
5263 {
5264 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5265         /*
5266          * Underflow?
5267          */
5268         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5269                 return;
5270 #endif
5271         preempt_count() += val;
5272 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5273         /*
5274          * Spinlock count overflowing soon?
5275          */
5276         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5277                                 PREEMPT_MASK - 10);
5278 #endif
5279         if (preempt_count() == val)
5280                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5281 }
5282 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
5283
5284 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
5285 {
5286 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5287         /*
5288          * Underflow?
5289          */
5290         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5291                 return;
5292         /*
5293          * Is the spinlock portion underflowing?
5294          */
5295         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5296                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5297                 return;
5298 #endif
5299
5300         if (preempt_count() == val)
5301                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5302         preempt_count() -= val;
5303 }
5304 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
5305
5306 #endif
5307
5308 /*
5309  * Print scheduling while atomic bug:
5310  */
5311 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5312 {
5313         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
5314
5315         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5316                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5317
5318         debug_show_held_locks(prev);
5319         print_modules();
5320         if (irqs_disabled())
5321                 print_irqtrace_events(prev);
5322
5323         if (regs)
5324                 show_regs(regs);
5325         else
5326                 dump_stack();
5327 }
5328
5329 /*
5330  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5331  */
5332 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
5333 {
5334         /*
5335          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
5336          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
5337          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
5338          */
5339         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
5340                 __schedule_bug(prev);
5341
5342         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5343
5344         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
5345 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5346         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
5347                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
5348                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
5349         }
5350 #endif
5351 }
5352
5353 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5354 {
5355         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime - p->se.prev_sum_exec_runtime;
5356
5357         update_avg(&p->se.avg_running, runtime);
5358
5359         if (p->state == TASK_RUNNING) {
5360                 /*
5361                  * In order to avoid avg_overlap growing stale when we are
5362                  * indeed overlapping and hence not getting put to sleep, grow
5363                  * the avg_overlap on preemption.
5364                  *
5365                  * We use the average preemption runtime because that
5366                  * correlates to the amount of cache footprint a task can
5367                  * build up.
5368                  */
5369                 runtime = min_t(u64, runtime, 2*sysctl_sched_migration_cost);
5370                 update_avg(&p->se.avg_overlap, runtime);
5371         } else {
5372                 update_avg(&p->se.avg_running, 0);
5373         }
5374         p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5375 }
5376
5377 /*
5378  * Pick up the highest-prio task:
5379  */
5380 static inline struct task_struct *
5381 pick_next_task(struct rq *rq)
5382 {
5383         const struct sched_class *class;
5384         struct task_struct *p;
5385
5386         /*
5387          * Optimization: we know that if all tasks are in
5388          * the fair class we can call that function directly:
5389          */
5390         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
5391                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
5392                 if (likely(p))
5393                         return p;
5394         }
5395
5396         class = sched_class_highest;
5397         for ( ; ; ) {
5398                 p = class->pick_next_task(rq);
5399                 if (p)
5400                         return p;
5401                 /*
5402                  * Will never be NULL as the idle class always
5403                  * returns a non-NULL p:
5404                  */
5405                 class = class->next;
5406         }
5407 }
5408
5409 /*
5410  * schedule() is the main scheduler function.
5411  */
5412 asmlinkage void __sched schedule(void)
5413 {
5414         struct task_struct *prev, *next;
5415         unsigned long *switch_count;
5416         struct rq *rq;
5417         int cpu;
5418
5419 need_resched:
5420         preempt_disable();
5421         cpu = smp_processor_id();
5422         rq = cpu_rq(cpu);
5423         rcu_sched_qs(cpu);
5424         prev = rq->curr;
5425         switch_count = &prev->nivcsw;
5426
5427         release_kernel_lock(prev);
5428 need_resched_nonpreemptible:
5429
5430         schedule_debug(prev);
5431
5432         if (sched_feat(HRTICK))
5433                 hrtick_clear(rq);
5434
5435         spin_lock_irq(&rq->lock);
5436         update_rq_clock(rq);
5437         clear_tsk_need_resched(prev);
5438
5439         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
5440                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
5441                         prev->state = TASK_RUNNING;
5442                 else
5443                         deactivate_task(rq, prev, 1);
5444                 switch_count = &prev->nvcsw;
5445         }
5446
5447         pre_schedule(rq, prev);
5448
5449         if (unlikely(!rq->nr_running))
5450                 idle_balance(cpu, rq);
5451
5452         put_prev_task(rq, prev);
5453         next = pick_next_task(rq);
5454
5455         if (likely(prev != next)) {
5456                 sched_info_switch(prev, next);
5457                 perf_event_task_sched_out(prev, next, cpu);
5458
5459                 rq->nr_switches++;
5460                 rq->curr = next;
5461                 ++*switch_count;
5462
5463                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
5464                 /*
5465                  * the context switch might have flipped the stack from under
5466                  * us, hence refresh the local variables.
5467                  */
5468                 cpu = smp_processor_id();
5469                 rq = cpu_rq(cpu);
5470         } else
5471                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
5472
5473         post_schedule(rq);
5474
5475         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
5476                 goto need_resched_nonpreemptible;
5477
5478         preempt_enable_no_resched();
5479         if (need_resched())
5480                 goto need_resched;
5481 }
5482 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5483
5484 #ifdef CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER
5485 /*
5486  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
5487  * access and not reliable.
5488  */
5489 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct thread_info *owner)
5490 {
5491         unsigned int cpu;
5492         struct rq *rq;
5493
5494         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
5495                 return 0;
5496
5497 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
5498         /*
5499          * Need to access the cpu field knowing that
5500          * DEBUG_PAGEALLOC could have unmapped it if
5501          * the mutex owner just released it and exited.
5502          */
5503         if (probe_kernel_address(&owner->cpu, cpu))
5504                 goto out;
5505 #else
5506         cpu = owner->cpu;
5507 #endif
5508
5509         /*
5510          * Even if the access succeeded (likely case),
5511          * the cpu field may no longer be valid.
5512          */
5513         if (cpu >= nr_cpumask_bits)
5514                 goto out;
5515
5516         /*
5517          * We need to validate that we can do a
5518          * get_cpu() and that we have the percpu area.
5519          */
5520         if (!cpu_online(cpu))
5521                 goto out;
5522
5523         rq = cpu_rq(cpu);
5524
5525         for (;;) {
5526                 /*
5527                  * Owner changed, break to re-assess state.
5528                  */
5529                 if (lock->owner != owner)
5530                         break;
5531
5532                 /*
5533                  * Is that owner really running on that cpu?
5534                  */
5535                 if (task_thread_info(rq->curr) != owner || need_resched())
5536                         return 0;
5537
5538                 cpu_relax();
5539         }
5540 out:
5541         return 1;
5542 }
5543 #endif
5544
5545 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5546 /*
5547  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5548  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
5549  * occur there and call schedule directly.
5550  */
5551 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
5552 {
5553         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5554
5555         /*
5556          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5557          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5558          */
5559         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
5560                 return;
5561
5562         do {
5563                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5564                 schedule();
5565                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5566
5567                 /*
5568                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5569                  * between schedule and now.
5570                  */
5571                 barrier();
5572         } while (need_resched());
5573 }
5574 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5575
5576 /*
5577  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
5578  * off of irq context.
5579  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5580  * protect us against recursive calling from irq.
5581  */
5582 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
5583 {
5584         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5585
5586         /* Catch callers which need to be fixed */
5587         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
5588
5589         do {
5590                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5591                 local_irq_enable();
5592                 schedule();
5593                 local_irq_disable();
5594                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5595
5596                 /*
5597                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5598                  * between schedule and now.
5599                  */
5600                 barrier();
5601         } while (need_resched());
5602 }
5603
5604 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
5605
5606 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
5607                           void *key)
5608 {
5609         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
5610 }
5611 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5612
5613 /*
5614  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
5615  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
5616  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
5617  *
5618  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
5619  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
5620  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
5621  */
5622 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5623                         int nr_exclusive, int wake_flags, void *key)
5624 {
5625         wait_queue_t *curr, *next;
5626
5627         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
5628                 unsigned flags = curr->flags;
5629
5630                 if (curr->func(curr, mode, wake_flags, key) &&
5631                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
5632                         break;
5633         }
5634 }
5635
5636 /**
5637  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
5638  * @q: the waitqueue
5639  * @mode: which threads
5640  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5641  * @key: is directly passed to the wakeup function
5642  *
5643  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5644  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5645  */
5646 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5647                         int nr_exclusive, void *key)
5648 {
5649         unsigned long flags;
5650
5651         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5652         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
5653         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5654 }
5655 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
5656
5657 /*
5658  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
5659  */
5660 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
5661 {
5662         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
5663 }
5664
5665 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
5666 {
5667         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
5668 }
5669
5670 /**
5671  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
5672  * @q: the waitqueue
5673  * @mode: which threads
5674  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5675  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
5676  *
5677  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
5678  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
5679  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
5680  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
5681  *
5682  * On UP it can prevent extra preemption.
5683  *
5684  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5685  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5686  */
5687 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5688                         int nr_exclusive, void *key)
5689 {
5690         unsigned long flags;
5691         int wake_flags = WF_SYNC;
5692
5693         if (unlikely(!q))
5694                 return;
5695
5696         if (unlikely(!nr_exclusive))
5697                 wake_flags = 0;
5698
5699         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5700         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, wake_flags, key);
5701         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5702 }
5703 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
5704
5705 /*
5706  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
5707  */
5708 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
5709 {
5710         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
5711 }
5712 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
5713
5714 /**
5715  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
5716  * @x:  holds the state of this particular completion
5717  *
5718  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
5719  * awakened in the same order in which they were queued.
5720  *
5721  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
5722  *
5723  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5724  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5725  */
5726 void complete(struct completion *x)
5727 {
5728         unsigned long flags;
5729
5730         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5731         x->done++;
5732         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
5733         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5734 }
5735 EXPORT_SYMBOL(complete);
5736
5737 /**
5738  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
5739  * @x:  holds the state of this particular completion
5740  *
5741  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
5742  *
5743  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5744  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5745  */
5746 void complete_all(struct completion *x)
5747 {
5748         unsigned long flags;
5749
5750         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5751         x->done += UINT_MAX/2;
5752         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
5753         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5754 }
5755 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
5756
5757 static inline long __sched
5758 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5759 {
5760         if (!x->done) {
5761                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
5762
5763                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
5764                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
5765                 do {
5766                         if (signal_pending_state(state, current)) {
5767                                 timeout = -ERESTARTSYS;
5768                                 break;
5769                         }
5770                         __set_current_state(state);
5771                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5772                         timeout = schedule_timeout(timeout);
5773                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5774                 } while (!x->done && timeout);
5775                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
5776                 if (!x->done)
5777                         return timeout;
5778         }
5779         x->done--;
5780         return timeout ?: 1;
5781 }
5782
5783 static long __sched
5784 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5785 {
5786         might_sleep();
5787
5788         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5789         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5790         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5791         return timeout;
5792 }
5793
5794 /**
5795  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5796  * @x:  holds the state of this particular completion
5797  *
5798  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5799  * interruptible and there is no timeout.
5800  *
5801  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5802  * and interrupt capability. Also see complete().
5803  */
5804 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5805 {
5806         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5807 }
5808 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5809
5810 /**
5811  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5812  * @x:  holds the state of this particular completion
5813  * @timeout:  timeout value in jiffies
5814  *
5815  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5816  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5817  * interruptible.
5818  */
5819 unsigned long __sched
5820 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5821 {
5822         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5823 }
5824 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5825
5826 /**
5827  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5828  * @x:  holds the state of this particular completion
5829  *
5830  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5831  * interruptible.
5832  */
5833 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5834 {
5835         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5836         if (t == -ERESTARTSYS)
5837                 return t;
5838         return 0;
5839 }
5840 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5841
5842 /**
5843  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5844  * @x:  holds the state of this particular completion
5845  * @timeout:  timeout value in jiffies
5846  *
5847  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5848  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5849  */
5850 unsigned long __sched
5851 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5852                                           unsigned long timeout)
5853 {
5854         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5855 }
5856 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5857
5858 /**
5859  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5860  * @x:  holds the state of this particular completion
5861  *
5862  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5863  * interrupted by a kill signal.
5864  */
5865 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5866 {
5867         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5868         if (t == -ERESTARTSYS)
5869                 return t;
5870         return 0;
5871 }
5872 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5873
5874 /**
5875  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5876  *      @x:     completion structure
5877  *
5878  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5879  *               1 if a decrement succeeded.
5880  *
5881  *      If a completion is being used as a counting completion,
5882  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5883  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5884  *      is protecting is not available.
5885  */
5886 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5887 {
5888         int ret = 1;
5889
5890         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5891         if (!x->done)
5892                 ret = 0;
5893         else
5894                 x->done--;
5895         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5896         return ret;
5897 }
5898 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5899
5900 /**
5901  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5902  *      @x:     completion structure
5903  *
5904  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5905  *               1 if there are no waiters.
5906  *
5907  */
5908 bool completion_done(struct completion *x)
5909 {
5910         int ret = 1;
5911
5912         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5913         if (!x->done)
5914                 ret = 0;
5915         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5916         return ret;
5917 }
5918 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5919
5920 static long __sched
5921 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5922 {
5923         unsigned long flags;
5924         wait_queue_t wait;
5925
5926         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5927
5928         __set_current_state(state);
5929
5930         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5931         __add_wait_queue(q, &wait);
5932         spin_unlock(&q->lock);
5933         timeout = schedule_timeout(timeout);
5934         spin_lock_irq(&q->lock);
5935         __remove_wait_queue(q, &wait);
5936         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5937
5938         return timeout;
5939 }
5940
5941 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5942 {
5943         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5944 }
5945 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
5946
5947 long __sched
5948 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5949 {
5950         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
5951 }
5952 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
5953
5954 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5955 {
5956         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5957 }
5958 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
5959
5960 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5961 {
5962         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
5963 }
5964 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
5965
5966 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5967
5968 /*
5969  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5970  * @p: task
5971  * @prio: prio value (kernel-internal form)
5972  *
5973  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
5974  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
5975  *
5976  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
5977  */
5978 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
5979 {
5980         unsigned long flags;
5981         int oldprio, on_rq, running;
5982         struct rq *rq;
5983         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
5984
5985         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
5986
5987         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5988         update_rq_clock(rq);
5989
5990         oldprio = p->prio;
5991         on_rq = p->se.on_rq;
5992         running = task_current(rq, p);
5993         if (on_rq)
5994                 dequeue_task(rq, p, 0);
5995         if (running)
5996                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5997
5998         if (rt_prio(prio))
5999                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6000         else
6001                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6002
6003         p->prio = prio;
6004
6005         if (running)
6006                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6007         if (on_rq) {
6008                 enqueue_task(rq, p, 0);
6009
6010                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6011         }
6012         task_rq_unlock(rq, &flags);
6013 }
6014
6015 #endif
6016
6017 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6018 {
6019         int old_prio, delta, on_rq;
6020         unsigned long flags;
6021         struct rq *rq;
6022
6023         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
6024                 return;
6025         /*
6026          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6027          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6028          */
6029         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6030         update_rq_clock(rq);
6031         /*
6032          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
6033          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
6034          * it wont have any effect on scheduling until the task is
6035          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
6036          */
6037         if (task_has_rt_policy(p)) {
6038                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6039                 goto out_unlock;
6040         }
6041         on_rq = p->se.on_rq;
6042         if (on_rq)
6043                 dequeue_task(rq, p, 0);
6044
6045         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6046         set_load_weight(p);
6047         old_prio = p->prio;
6048         p->prio = effective_prio(p);
6049         delta = p->prio - old_prio;
6050
6051         if (on_rq) {
6052                 enqueue_task(rq, p, 0);
6053                 /*
6054                  * If the task increased its priority or is running and
6055                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
6056                  */
6057                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
6058                         resched_task(rq->curr);
6059         }
6060 out_unlock:
6061         task_rq_unlock(rq, &flags);
6062 }
6063 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
6064
6065 /*
6066  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
6067  * @p: task
6068  * @nice: nice value
6069  */
6070 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
6071 {
6072         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
6073         int nice_rlim = 20 - nice;
6074
6075         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
6076                 capable(CAP_SYS_NICE));
6077 }
6078
6079 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
6080
6081 /*
6082  * sys_nice - change the priority of the current process.
6083  * @increment: priority increment
6084  *
6085  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
6086  * does similar things.
6087  */
6088 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
6089 {
6090         long nice, retval;
6091
6092         /*
6093          * Setpriority might change our priority at the same moment.
6094          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
6095          * and we have a single winner.
6096          */
6097         if (increment < -40)
6098                 increment = -40;
6099         if (increment > 40)
6100                 increment = 40;
6101
6102         nice = TASK_NICE(current) + increment;
6103         if (nice < -20)
6104                 nice = -20;
6105         if (nice > 19)
6106                 nice = 19;
6107
6108         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
6109                 return -EPERM;
6110
6111         retval = security_task_setnice(current, nice);
6112         if (retval)
6113                 return retval;
6114
6115         set_user_nice(current, nice);
6116         return 0;
6117 }
6118
6119 #endif
6120
6121 /**
6122  * task_prio - return the priority value of a given task.
6123  * @p: the task in question.
6124  *
6125  * This is the priority value as seen by users in /proc.
6126  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
6127  * around 0, value goes from -16 to +15.
6128  */
6129 int task_prio(const struct task_struct *p)
6130 {
6131         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6132 }
6133
6134 /**
6135  * task_nice - return the nice value of a given task.
6136  * @p: the task in question.
6137  */
6138 int task_nice(const struct task_struct *p)
6139 {
6140         return TASK_NICE(p);
6141 }
6142 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
6143
6144 /**
6145  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
6146  * @cpu: the processor in question.
6147  */
6148 int idle_cpu(int cpu)
6149 {
6150         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
6151 }
6152
6153 /**
6154  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
6155  * @cpu: the processor in question.
6156  */
6157 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6158 {
6159         return cpu_rq(cpu)->idle;
6160 }
6161
6162 /**
6163  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
6164  * @pid: the pid in question.
6165  */
6166 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
6167 {
6168         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6169 }
6170
6171 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
6172 static void
6173 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
6174 {
6175         BUG_ON(p->se.on_rq);
6176
6177         p->policy = policy;
6178         switch (p->policy) {
6179         case SCHED_NORMAL:
6180         case SCHED_BATCH:
6181         case SCHED_IDLE:
6182                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6183                 break;
6184         case SCHED_FIFO:
6185         case SCHED_RR:
6186                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6187                 break;
6188         }
6189
6190         p->rt_priority = prio;
6191         p->normal_prio = normal_prio(p);
6192         /* we are holding p->pi_lock already */
6193         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
6194         set_load_weight(p);
6195 }
6196
6197 /*
6198  * check the target process has a UID that matches the current process's
6199  */
6200 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
6201 {
6202         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
6203         bool match;
6204
6205         rcu_read_lock();
6206         pcred = __task_cred(p);
6207         match = (cred->euid == pcred->euid ||
6208                  cred->euid == pcred->uid);
6209         rcu_read_unlock();
6210         return match;
6211 }
6212
6213 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6214                                 struct sched_param *param, bool user)
6215 {
6216         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
6217         unsigned long flags;
6218         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6219         struct rq *rq;
6220         int reset_on_fork;
6221
6222         /* may grab non-irq protected spin_locks */
6223         BUG_ON(in_interrupt());
6224 recheck:
6225         /* double check policy once rq lock held */
6226         if (policy < 0) {
6227                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
6228                 policy = oldpolicy = p->policy;
6229         } else {
6230                 reset_on_fork = !!(policy & SCHED_RESET_ON_FORK);
6231                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
6232
6233                 if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
6234                                 policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
6235                                 policy != SCHED_IDLE)
6236                         return -EINVAL;
6237         }
6238
6239         /*
6240          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
6241          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
6242          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
6243          */
6244         if (param->sched_priority < 0 ||
6245             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
6246             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
6247                 return -EINVAL;
6248         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
6249                 return -EINVAL;
6250
6251         /*
6252          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
6253          */
6254         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
6255                 if (rt_policy(policy)) {
6256                         unsigned long rlim_rtprio;
6257
6258                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
6259                                 return -ESRCH;
6260                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
6261                         unlock_task_sighand(p, &flags);
6262
6263                         /* can't set/change the rt policy */
6264                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
6265                                 return -EPERM;
6266
6267                         /* can't increase priority */
6268                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
6269                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
6270                                 return -EPERM;
6271                 }
6272                 /*
6273                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
6274                  * move out of SCHED_IDLE either:
6275                  */
6276                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
6277                         return -EPERM;
6278
6279                 /* can't change other user's priorities */
6280                 if (!check_same_owner(p))
6281                         return -EPERM;
6282
6283                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag */
6284                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
6285                         return -EPERM;
6286         }
6287
6288         if (user) {
6289 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6290                 /*
6291                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
6292                  * assigned.
6293                  */
6294                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
6295                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6296                         return -EPERM;
6297 #endif
6298
6299                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
6300                 if (retval)
6301                         return retval;
6302         }
6303
6304         /*
6305          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
6306          * changing the priority of the task:
6307          */
6308         spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6309         /*
6310          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
6311          * runqueue lock must be held.
6312          */
6313         rq = __task_rq_lock(p);
6314         /* recheck policy now with rq lock held */
6315         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
6316                 policy = oldpolicy = -1;
6317                 __task_rq_unlock(rq);
6318                 spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6319                 goto recheck;
6320         }
6321         update_rq_clock(rq);
6322         on_rq = p->se.on_rq;
6323         running = task_current(rq, p);
6324         if (on_rq)
6325                 deactivate_task(rq, p, 0);
6326         if (running)
6327                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6328
6329         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
6330
6331         oldprio = p->prio;
6332         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
6333
6334         if (running)
6335                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6336         if (on_rq) {
6337                 activate_task(rq, p, 0);
6338
6339                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6340         }
6341         __task_rq_unlock(rq);
6342         spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6343
6344         rt_mutex_adjust_pi(p);
6345
6346         return 0;
6347 }
6348
6349 /**
6350  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
6351  * @p: the task in question.
6352  * @policy: new policy.
6353  * @param: structure containing the new RT priority.
6354  *
6355  * NOTE that the task may be already dead.
6356  */
6357 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6358                        struct sched_param *param)
6359 {
6360         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
6361 }
6362 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
6363
6364 /**
6365  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
6366  * @p: the task in question.
6367  * @policy: new policy.
6368  * @param: structure containing the new RT priority.
6369  *
6370  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
6371  * current context has permission.  For example, this is needed in
6372  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
6373  * but our caller might not have that capability.
6374  */
6375 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
6376                                struct sched_param *param)
6377 {
6378         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
6379 }
6380
6381 static int
6382 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
6383 {
6384         struct sched_param lparam;
6385         struct task_struct *p;
6386         int retval;
6387
6388         if (!param || pid < 0)
6389                 return -EINVAL;
6390         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
6391                 return -EFAULT;
6392
6393         rcu_read_lock();
6394         retval = -ESRCH;
6395         p = find_process_by_pid(pid);
6396         if (p != NULL)
6397                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
6398         rcu_read_unlock();
6399
6400         return retval;
6401 }
6402
6403 /**
6404  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
6405  * @pid: the pid in question.
6406  * @policy: new policy.
6407  * @param: structure containing the new RT priority.
6408  */
6409 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
6410                 struct sched_param __user *, param)
6411 {
6412         /* negative values for policy are not valid */
6413         if (policy < 0)
6414                 return -EINVAL;
6415
6416         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
6417 }
6418
6419 /**
6420  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
6421  * @pid: the pid in question.
6422  * @param: structure containing the new RT priority.
6423  */
6424 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6425 {
6426         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
6427 }
6428
6429 /**
6430  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6431  * @pid: the pid in question.
6432  */
6433 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6434 {
6435         struct task_struct *p;
6436         int retval;
6437
6438         if (pid < 0)
6439                 return -EINVAL;
6440
6441         retval = -ESRCH;
6442         read_lock(&tasklist_lock);
6443         p = find_process_by_pid(pid);
6444         if (p) {
6445                 retval = security_task_getscheduler(p);
6446                 if (!retval)
6447                         retval = p->policy
6448                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
6449         }
6450         read_unlock(&tasklist_lock);
6451         return retval;
6452 }
6453
6454 /**
6455  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
6456  * @pid: the pid in question.
6457  * @param: structure containing the RT priority.
6458  */
6459 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6460 {
6461         struct sched_param lp;
6462         struct task_struct *p;
6463         int retval;
6464
6465         if (!param || pid < 0)
6466                 return -EINVAL;
6467
6468         read_lock(&tasklist_lock);
6469         p = find_process_by_pid(pid);
6470         retval = -ESRCH;
6471         if (!p)
6472                 goto out_unlock;
6473
6474         retval = security_task_getscheduler(p);
6475         if (retval)
6476                 goto out_unlock;
6477
6478         lp.sched_priority = p->rt_priority;
6479         read_unlock(&tasklist_lock);
6480
6481         /*
6482          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6483          */
6484         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6485
6486         return retval;
6487
6488 out_unlock:
6489         read_unlock(&tasklist_lock);
6490         return retval;
6491 }
6492
6493 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6494 {
6495         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6496         struct task_struct *p;
6497         int retval;
6498
6499         get_online_cpus();
6500         read_lock(&tasklist_lock);
6501
6502         p = find_process_by_pid(pid);
6503         if (!p) {
6504                 read_unlock(&tasklist_lock);
6505                 put_online_cpus();
6506                 return -ESRCH;
6507         }
6508
6509         /*
6510          * It is not safe to call set_cpus_allowed with the
6511          * tasklist_lock held. We will bump the task_struct's
6512          * usage count and then drop tasklist_lock.
6513          */
6514         get_task_struct(p);
6515         read_unlock(&tasklist_lock);
6516
6517         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6518                 retval = -ENOMEM;
6519                 goto out_put_task;
6520         }
6521         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6522                 retval = -ENOMEM;
6523                 goto out_free_cpus_allowed;
6524         }
6525         retval = -EPERM;
6526         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
6527                 goto out_unlock;
6528
6529         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
6530         if (retval)
6531                 goto out_unlock;
6532
6533         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6534         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6535  again:
6536         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
6537
6538         if (!retval) {
6539                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6540                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6541                         /*
6542                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6543                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6544                          * cpuset's cpus_allowed
6545                          */
6546                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6547                         goto again;
6548                 }
6549         }
6550 out_unlock:
6551         free_cpumask_var(new_mask);
6552 out_free_cpus_allowed:
6553         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6554 out_put_task:
6555         put_task_struct(p);
6556         put_online_cpus();
6557         return retval;
6558 }
6559
6560 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6561                              struct cpumask *new_mask)
6562 {
6563         if (len < cpumask_size())
6564                 cpumask_clear(new_mask);
6565         else if (len > cpumask_size())
6566                 len = cpumask_size();
6567
6568         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6569 }
6570
6571 /**
6572  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
6573  * @pid: pid of the process
6574  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6575  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
6576  */
6577 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6578                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6579 {
6580         cpumask_var_t new_mask;
6581         int retval;
6582
6583         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6584                 return -ENOMEM;
6585
6586         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6587         if (retval == 0)
6588                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6589         free_cpumask_var(new_mask);
6590         return retval;
6591 }
6592
6593 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6594 {
6595         struct task_struct *p;
6596         int retval;
6597
6598         get_online_cpus();
6599         read_lock(&tasklist_lock);
6600
6601         retval = -ESRCH;
6602         p = find_process_by_pid(pid);
6603         if (!p)
6604                 goto out_unlock;
6605
6606         retval = security_task_getscheduler(p);
6607         if (retval)
6608                 goto out_unlock;
6609
6610         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6611
6612 out_unlock:
6613         read_unlock(&tasklist_lock);
6614         put_online_cpus();
6615
6616         return retval;
6617 }
6618
6619 /**
6620  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
6621  * @pid: pid of the process
6622  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6623  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
6624  */
6625 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6626                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6627 {
6628         int ret;
6629         cpumask_var_t mask;
6630
6631         if (len < cpumask_size())
6632                 return -EINVAL;
6633
6634         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6635                 return -ENOMEM;
6636
6637         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6638         if (ret == 0) {
6639                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, cpumask_size()))
6640                         ret = -EFAULT;
6641                 else
6642                         ret = cpumask_size();
6643         }
6644         free_cpumask_var(mask);
6645
6646         return ret;
6647 }
6648
6649 /**
6650  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6651  *
6652  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6653  * other threads running on this CPU then this function will return.
6654  */
6655 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6656 {
6657         struct rq *rq = this_rq_lock();
6658
6659         schedstat_inc(rq, yld_count);
6660         current->sched_class->yield_task(rq);
6661
6662         /*
6663          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6664          * no need to preempt or enable interrupts:
6665          */
6666         __release(rq->lock);
6667         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
6668         _raw_spin_unlock(&rq->lock);
6669         preempt_enable_no_resched();
6670
6671         schedule();
6672
6673         return 0;
6674 }
6675
6676 static inline int should_resched(void)
6677 {
6678         return need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE);
6679 }
6680
6681 static void __cond_resched(void)
6682 {
6683         add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6684         schedule();
6685         sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6686 }
6687
6688 int __sched _cond_resched(void)
6689 {
6690         if (should_resched()) {
6691                 __cond_resched();
6692                 return 1;
6693         }
6694         return 0;
6695 }
6696 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6697
6698 /*
6699  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6700  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6701  *
6702  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
6703  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6704  * spin_unlock(), once by hand).
6705  */
6706 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6707 {
6708         int resched = should_resched();
6709         int ret = 0;
6710
6711         lockdep_assert_held(lock);
6712
6713         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6714                 spin_unlock(lock);
6715                 if (resched)
6716                         __cond_resched();
6717                 else
6718                         cpu_relax();
6719                 ret = 1;
6720                 spin_lock(lock);
6721         }
6722         return ret;
6723 }
6724 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
6725
6726 int __sched __cond_resched_softirq(void)
6727 {
6728         BUG_ON(!in_softirq());
6729
6730         if (should_resched()) {
6731                 local_bh_enable();
6732                 __cond_resched();
6733                 local_bh_disable();
6734                 return 1;
6735         }
6736         return 0;
6737 }
6738 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_softirq);
6739
6740 /**
6741  * yield - yield the current processor to other threads.
6742  *
6743  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6744  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6745  */
6746 void __sched yield(void)
6747 {
6748         set_current_state(TASK_RUNNING);
6749         sys_sched_yield();
6750 }
6751 EXPORT_SYMBOL(yield);
6752
6753 /*
6754  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6755  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6756  */
6757 void __sched io_schedule(void)
6758 {
6759         struct rq *rq = raw_rq();
6760
6761         delayacct_blkio_start();
6762         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6763         current->in_iowait = 1;
6764         schedule();
6765         current->in_iowait = 0;
6766         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6767         delayacct_blkio_end();
6768 }
6769 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6770
6771 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6772 {
6773         struct rq *rq = raw_rq();
6774         long ret;
6775
6776         delayacct_blkio_start();
6777         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6778         current->in_iowait = 1;
6779         ret = schedule_timeout(timeout);
6780         current->in_iowait = 0;
6781         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6782         delayacct_blkio_end();
6783         return ret;
6784 }
6785
6786 /**
6787  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6788  * @policy: scheduling class.
6789  *
6790  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6791  * by a given scheduling class.
6792  */
6793 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6794 {
6795         int ret = -EINVAL;
6796
6797         switch (policy) {
6798         case SCHED_FIFO:
6799         case SCHED_RR:
6800                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6801                 break;
6802         case SCHED_NORMAL:
6803         case SCHED_BATCH:
6804         case SCHED_IDLE:
6805                 ret = 0;
6806                 break;
6807         }
6808         return ret;
6809 }
6810
6811 /**
6812  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6813  * @policy: scheduling class.
6814  *
6815  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6816  * by a given scheduling class.
6817  */
6818 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6819 {
6820         int ret = -EINVAL;
6821
6822         switch (policy) {
6823         case SCHED_FIFO:
6824         case SCHED_RR:
6825                 ret = 1;
6826                 break;
6827         case SCHED_NORMAL:
6828         case SCHED_BATCH:
6829         case SCHED_IDLE:
6830                 ret = 0;
6831         }
6832         return ret;
6833 }
6834
6835 /**
6836  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6837  * @pid: pid of the process.
6838  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6839  *
6840  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6841  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6842  */
6843 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6844                 struct timespec __user *, interval)
6845 {
6846         struct task_struct *p;
6847         unsigned int time_slice;
6848         int retval;
6849         struct timespec t;
6850
6851         if (pid < 0)
6852                 return -EINVAL;
6853
6854         retval = -ESRCH;
6855         read_lock(&tasklist_lock);
6856         p = find_process_by_pid(pid);
6857         if (!p)
6858                 goto out_unlock;
6859
6860         retval = security_task_getscheduler(p);
6861         if (retval)
6862                 goto out_unlock;
6863
6864         time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(p);
6865
6866         read_unlock(&tasklist_lock);
6867         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
6868         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
6869         return retval;
6870
6871 out_unlock:
6872         read_unlock(&tasklist_lock);
6873         return retval;
6874 }
6875
6876 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
6877
6878 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6879 {
6880         unsigned long free = 0;
6881         unsigned state;
6882
6883         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6884         printk(KERN_INFO "%-13.13s %c", p->comm,
6885                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6886 #if BITS_PER_LONG == 32
6887         if (state == TASK_RUNNING)
6888                 printk(KERN_CONT " running  ");
6889         else
6890                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6891 #else
6892         if (state == TASK_RUNNING)
6893                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6894         else
6895                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
6896 #endif
6897 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6898         free = stack_not_used(p);
6899 #endif
6900         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6901                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent),
6902                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6903
6904         show_stack(p, NULL);
6905 }
6906
6907 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6908 {
6909         struct task_struct *g, *p;
6910
6911 #if BITS_PER_LONG == 32
6912         printk(KERN_INFO
6913                 "  task                PC stack   pid father\n");
6914 #else
6915         printk(KERN_INFO
6916                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6917 #endif
6918         read_lock(&tasklist_lock);
6919         do_each_thread(g, p) {
6920                 /*
6921                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6922                  * console might take alot of time:
6923                  */
6924                 touch_nmi_watchdog();