tracehook: wait_task_inactive
[linux-2.6.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <linux/smp_lock.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/kthread.h>
58 #include <linux/seq_file.h>
59 #include <linux/sysctl.h>
60 #include <linux/syscalls.h>
61 #include <linux/times.h>
62 #include <linux/tsacct_kern.h>
63 #include <linux/kprobes.h>
64 #include <linux/delayacct.h>
65 #include <linux/reciprocal_div.h>
66 #include <linux/unistd.h>
67 #include <linux/pagemap.h>
68 #include <linux/hrtimer.h>
69 #include <linux/tick.h>
70 #include <linux/bootmem.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 /*
81  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
82  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
83  * and back.
84  */
85 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
86 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
87 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
88
89 /*
90  * 'User priority' is the nice value converted to something we
91  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
92  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
93  */
94 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
95 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
96 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
97
98 /*
99  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
100  */
101 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
102
103 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
104 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
105
106 /*
107  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
108  *
109  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
110  * Timeslices get refilled after they expire.
111  */
112 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
113
114 /*
115  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
116  */
117 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
118
119 #ifdef CONFIG_SMP
120 /*
121  * Divide a load by a sched group cpu_power : (load / sg->__cpu_power)
122  * Since cpu_power is a 'constant', we can use a reciprocal divide.
123  */
124 static inline u32 sg_div_cpu_power(const struct sched_group *sg, u32 load)
125 {
126         return reciprocal_divide(load, sg->reciprocal_cpu_power);
127 }
128
129 /*
130  * Each time a sched group cpu_power is changed,
131  * we must compute its reciprocal value
132  */
133 static inline void sg_inc_cpu_power(struct sched_group *sg, u32 val)
134 {
135         sg->__cpu_power += val;
136         sg->reciprocal_cpu_power = reciprocal_value(sg->__cpu_power);
137 }
138 #endif
139
140 static inline int rt_policy(int policy)
141 {
142         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
143                 return 1;
144         return 0;
145 }
146
147 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
148 {
149         return rt_policy(p->policy);
150 }
151
152 /*
153  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
154  */
155 struct rt_prio_array {
156         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
157         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
158 };
159
160 struct rt_bandwidth {
161         /* nests inside the rq lock: */
162         spinlock_t              rt_runtime_lock;
163         ktime_t                 rt_period;
164         u64                     rt_runtime;
165         struct hrtimer          rt_period_timer;
166 };
167
168 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
169
170 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
171
172 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
173 {
174         struct rt_bandwidth *rt_b =
175                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
176         ktime_t now;
177         int overrun;
178         int idle = 0;
179
180         for (;;) {
181                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
182                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
183
184                 if (!overrun)
185                         break;
186
187                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
188         }
189
190         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
191 }
192
193 static
194 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
195 {
196         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
197         rt_b->rt_runtime = runtime;
198
199         spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
200
201         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
202                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
203         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
204         rt_b->rt_period_timer.cb_mode = HRTIMER_CB_IRQSAFE_NO_SOFTIRQ;
205 }
206
207 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
208 {
209         ktime_t now;
210
211         if (rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
212                 return;
213
214         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
215                 return;
216
217         spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
218         for (;;) {
219                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
220                         break;
221
222                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
223                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
224                 hrtimer_start(&rt_b->rt_period_timer,
225                               rt_b->rt_period_timer.expires,
226                               HRTIMER_MODE_ABS);
227         }
228         spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
229 }
230
231 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
232 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
233 {
234         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
235 }
236 #endif
237
238 /*
239  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
240  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
241  */
242 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
243
244 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
245
246 #include <linux/cgroup.h>
247
248 struct cfs_rq;
249
250 static LIST_HEAD(task_groups);
251
252 /* task group related information */
253 struct task_group {
254 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
255         struct cgroup_subsys_state css;
256 #endif
257
258 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
259         /* schedulable entities of this group on each cpu */
260         struct sched_entity **se;
261         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
262         struct cfs_rq **cfs_rq;
263         unsigned long shares;
264 #endif
265
266 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
267         struct sched_rt_entity **rt_se;
268         struct rt_rq **rt_rq;
269
270         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
271 #endif
272
273         struct rcu_head rcu;
274         struct list_head list;
275
276         struct task_group *parent;
277         struct list_head siblings;
278         struct list_head children;
279 };
280
281 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
282
283 /*
284  * Root task group.
285  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
286  *      be a child to this group.
287  */
288 struct task_group root_task_group;
289
290 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
291 /* Default task group's sched entity on each cpu */
292 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
293 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
294 static DEFINE_PER_CPU(struct cfs_rq, init_cfs_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
295 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
296
297 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
298 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
299 static DEFINE_PER_CPU(struct rt_rq, init_rt_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
300 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
301 #else /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
302 #define root_task_group init_task_group
303 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
304
305 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
306  * a task group's cpu shares.
307  */
308 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
309
310 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
311 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
312 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
313 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
314 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
315 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
316
317 /*
318  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
319  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
320  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
321  * too large, so as the shares value of a task group.
322  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
323  *  limitation from this.)
324  */
325 #define MIN_SHARES      2
326 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
327
328 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
329 #endif
330
331 /* Default task group.
332  *      Every task in system belong to this group at bootup.
333  */
334 struct task_group init_task_group;
335
336 /* return group to which a task belongs */
337 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
338 {
339         struct task_group *tg;
340
341 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
342         tg = p->user->tg;
343 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
344         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
345                                 struct task_group, css);
346 #else
347         tg = &init_task_group;
348 #endif
349         return tg;
350 }
351
352 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
353 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
354 {
355 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
356         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
357         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
358 #endif
359
360 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
361         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
362         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
363 #endif
364 }
365
366 #else
367
368 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
369 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
370 {
371         return NULL;
372 }
373
374 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
375
376 /* CFS-related fields in a runqueue */
377 struct cfs_rq {
378         struct load_weight load;
379         unsigned long nr_running;
380
381         u64 exec_clock;
382         u64 min_vruntime;
383         u64 pair_start;
384
385         struct rb_root tasks_timeline;
386         struct rb_node *rb_leftmost;
387
388         struct list_head tasks;
389         struct list_head *balance_iterator;
390
391         /*
392          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
393          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
394          */
395         struct sched_entity *curr, *next;
396
397         unsigned long nr_spread_over;
398
399 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
400         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
401
402         /*
403          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
404          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
405          * (like users, containers etc.)
406          *
407          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
408          * list is used during load balance.
409          */
410         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
411         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
412
413 #ifdef CONFIG_SMP
414         /*
415          * the part of load.weight contributed by tasks
416          */
417         unsigned long task_weight;
418
419         /*
420          *   h_load = weight * f(tg)
421          *
422          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
423          * this group.
424          */
425         unsigned long h_load;
426
427         /*
428          * this cpu's part of tg->shares
429          */
430         unsigned long shares;
431
432         /*
433          * load.weight at the time we set shares
434          */
435         unsigned long rq_weight;
436 #endif
437 #endif
438 };
439
440 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
441 struct rt_rq {
442         struct rt_prio_array active;
443         unsigned long rt_nr_running;
444 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
445         int highest_prio; /* highest queued rt task prio */
446 #endif
447 #ifdef CONFIG_SMP
448         unsigned long rt_nr_migratory;
449         int overloaded;
450 #endif
451         int rt_throttled;
452         u64 rt_time;
453         u64 rt_runtime;
454         /* Nests inside the rq lock: */
455         spinlock_t rt_runtime_lock;
456
457 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
458         unsigned long rt_nr_boosted;
459
460         struct rq *rq;
461         struct list_head leaf_rt_rq_list;
462         struct task_group *tg;
463         struct sched_rt_entity *rt_se;
464 #endif
465 };
466
467 #ifdef CONFIG_SMP
468
469 /*
470  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
471  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
472  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
473  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
474  * object.
475  *
476  */
477 struct root_domain {
478         atomic_t refcount;
479         cpumask_t span;
480         cpumask_t online;
481
482         /*
483          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
484          * one runnable RT task.
485          */
486         cpumask_t rto_mask;
487         atomic_t rto_count;
488 #ifdef CONFIG_SMP
489         struct cpupri cpupri;
490 #endif
491 };
492
493 /*
494  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
495  * members (mimicking the global state we have today).
496  */
497 static struct root_domain def_root_domain;
498
499 #endif
500
501 /*
502  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
503  *
504  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
505  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
506  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
507  */
508 struct rq {
509         /* runqueue lock: */
510         spinlock_t lock;
511
512         /*
513          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
514          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
515          */
516         unsigned long nr_running;
517         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
518         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
519         unsigned char idle_at_tick;
520 #ifdef CONFIG_NO_HZ
521         unsigned long last_tick_seen;
522         unsigned char in_nohz_recently;
523 #endif
524         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
525         struct load_weight load;
526         unsigned long nr_load_updates;
527         u64 nr_switches;
528
529         struct cfs_rq cfs;
530         struct rt_rq rt;
531
532 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
533         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
534         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
535 #endif
536 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
537         struct list_head leaf_rt_rq_list;
538 #endif
539
540         /*
541          * This is part of a global counter where only the total sum
542          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
543          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
544          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
545          */
546         unsigned long nr_uninterruptible;
547
548         struct task_struct *curr, *idle;
549         unsigned long next_balance;
550         struct mm_struct *prev_mm;
551
552         u64 clock;
553
554         atomic_t nr_iowait;
555
556 #ifdef CONFIG_SMP
557         struct root_domain *rd;
558         struct sched_domain *sd;
559
560         /* For active balancing */
561         int active_balance;
562         int push_cpu;
563         /* cpu of this runqueue: */
564         int cpu;
565         int online;
566
567         unsigned long avg_load_per_task;
568
569         struct task_struct *migration_thread;
570         struct list_head migration_queue;
571 #endif
572
573 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
574 #ifdef CONFIG_SMP
575         int hrtick_csd_pending;
576         struct call_single_data hrtick_csd;
577 #endif
578         struct hrtimer hrtick_timer;
579 #endif
580
581 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
582         /* latency stats */
583         struct sched_info rq_sched_info;
584
585         /* sys_sched_yield() stats */
586         unsigned int yld_exp_empty;
587         unsigned int yld_act_empty;
588         unsigned int yld_both_empty;
589         unsigned int yld_count;
590
591         /* schedule() stats */
592         unsigned int sched_switch;
593         unsigned int sched_count;
594         unsigned int sched_goidle;
595
596         /* try_to_wake_up() stats */
597         unsigned int ttwu_count;
598         unsigned int ttwu_local;
599
600         /* BKL stats */
601         unsigned int bkl_count;
602 #endif
603         struct lock_class_key rq_lock_key;
604 };
605
606 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
607
608 static inline void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p)
609 {
610         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p);
611 }
612
613 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
614 {
615 #ifdef CONFIG_SMP
616         return rq->cpu;
617 #else
618         return 0;
619 #endif
620 }
621
622 /*
623  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
624  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
625  *
626  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
627  * preempt-disabled sections.
628  */
629 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
630         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
631
632 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
633 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
634 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
635 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
636
637 static inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
638 {
639         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
640 }
641
642 /*
643  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
644  */
645 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
646 # define const_debug __read_mostly
647 #else
648 # define const_debug static const
649 #endif
650
651 /**
652  * runqueue_is_locked
653  *
654  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
655  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
656  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
657  */
658 int runqueue_is_locked(void)
659 {
660         int cpu = get_cpu();
661         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
662         int ret;
663
664         ret = spin_is_locked(&rq->lock);
665         put_cpu();
666         return ret;
667 }
668
669 /*
670  * Debugging: various feature bits
671  */
672
673 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
674         __SCHED_FEAT_##name ,
675
676 enum {
677 #include "sched_features.h"
678 };
679
680 #undef SCHED_FEAT
681
682 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
683         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
684
685 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
686 #include "sched_features.h"
687         0;
688
689 #undef SCHED_FEAT
690
691 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
692 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
693         #name ,
694
695 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
696 #include "sched_features.h"
697         NULL
698 };
699
700 #undef SCHED_FEAT
701
702 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
703 {
704         filp->private_data = inode->i_private;
705         return 0;
706 }
707
708 static ssize_t
709 sched_feat_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
710                 size_t cnt, loff_t *ppos)
711 {
712         char *buf;
713         int r = 0;
714         int len = 0;
715         int i;
716
717         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
718                 len += strlen(sched_feat_names[i]);
719                 len += 4;
720         }
721
722         buf = kmalloc(len + 2, GFP_KERNEL);
723         if (!buf)
724                 return -ENOMEM;
725
726         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
727                 if (sysctl_sched_features & (1UL << i))
728                         r += sprintf(buf + r, "%s ", sched_feat_names[i]);
729                 else
730                         r += sprintf(buf + r, "NO_%s ", sched_feat_names[i]);
731         }
732
733         r += sprintf(buf + r, "\n");
734         WARN_ON(r >= len + 2);
735
736         r = simple_read_from_buffer(ubuf, cnt, ppos, buf, r);
737
738         kfree(buf);
739
740         return r;
741 }
742
743 static ssize_t
744 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
745                 size_t cnt, loff_t *ppos)
746 {
747         char buf[64];
748         char *cmp = buf;
749         int neg = 0;
750         int i;
751
752         if (cnt > 63)
753                 cnt = 63;
754
755         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
756                 return -EFAULT;
757
758         buf[cnt] = 0;
759
760         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
761                 neg = 1;
762                 cmp += 3;
763         }
764
765         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
766                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
767
768                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
769                         if (neg)
770                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
771                         else
772                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
773                         break;
774                 }
775         }
776
777         if (!sched_feat_names[i])
778                 return -EINVAL;
779
780         filp->f_pos += cnt;
781
782         return cnt;
783 }
784
785 static struct file_operations sched_feat_fops = {
786         .open   = sched_feat_open,
787         .read   = sched_feat_read,
788         .write  = sched_feat_write,
789 };
790
791 static __init int sched_init_debug(void)
792 {
793         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
794                         &sched_feat_fops);
795
796         return 0;
797 }
798 late_initcall(sched_init_debug);
799
800 #endif
801
802 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
803
804 /*
805  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
806  * Limited because this is done with IRQs disabled.
807  */
808 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
809
810 /*
811  * ratelimit for updating the group shares.
812  * default: 0.5ms
813  */
814 const_debug unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 500000;
815
816 /*
817  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
818  * default: 1s
819  */
820 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
821
822 static __read_mostly int scheduler_running;
823
824 /*
825  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
826  * default: 0.95s
827  */
828 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
829
830 static inline u64 global_rt_period(void)
831 {
832         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
833 }
834
835 static inline u64 global_rt_runtime(void)
836 {
837         if (sysctl_sched_rt_period < 0)
838                 return RUNTIME_INF;
839
840         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
841 }
842
843 #ifndef prepare_arch_switch
844 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
845 #endif
846 #ifndef finish_arch_switch
847 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
848 #endif
849
850 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
851 {
852         return rq->curr == p;
853 }
854
855 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
856 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
857 {
858         return task_current(rq, p);
859 }
860
861 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
862 {
863 }
864
865 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
866 {
867 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
868         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
869         rq->lock.owner = current;
870 #endif
871         /*
872          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
873          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
874          * prev into current:
875          */
876         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
877
878         spin_unlock_irq(&rq->lock);
879 }
880
881 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
882 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
883 {
884 #ifdef CONFIG_SMP
885         return p->oncpu;
886 #else
887         return task_current(rq, p);
888 #endif
889 }
890
891 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
892 {
893 #ifdef CONFIG_SMP
894         /*
895          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
896          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
897          * here.
898          */
899         next->oncpu = 1;
900 #endif
901 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
902         spin_unlock_irq(&rq->lock);
903 #else
904         spin_unlock(&rq->lock);
905 #endif
906 }
907
908 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
909 {
910 #ifdef CONFIG_SMP
911         /*
912          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
913          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
914          * finished.
915          */
916         smp_wmb();
917         prev->oncpu = 0;
918 #endif
919 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
920         local_irq_enable();
921 #endif
922 }
923 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
924
925 /*
926  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
927  * Must be called interrupts disabled.
928  */
929 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
930         __acquires(rq->lock)
931 {
932         for (;;) {
933                 struct rq *rq = task_rq(p);
934                 spin_lock(&rq->lock);
935                 if (likely(rq == task_rq(p)))
936                         return rq;
937                 spin_unlock(&rq->lock);
938         }
939 }
940
941 /*
942  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
943  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
944  * explicitly disabling preemption.
945  */
946 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
947         __acquires(rq->lock)
948 {
949         struct rq *rq;
950
951         for (;;) {
952                 local_irq_save(*flags);
953                 rq = task_rq(p);
954                 spin_lock(&rq->lock);
955                 if (likely(rq == task_rq(p)))
956                         return rq;
957                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
958         }
959 }
960
961 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
962         __releases(rq->lock)
963 {
964         spin_unlock(&rq->lock);
965 }
966
967 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
968         __releases(rq->lock)
969 {
970         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
971 }
972
973 /*
974  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
975  */
976 static struct rq *this_rq_lock(void)
977         __acquires(rq->lock)
978 {
979         struct rq *rq;
980
981         local_irq_disable();
982         rq = this_rq();
983         spin_lock(&rq->lock);
984
985         return rq;
986 }
987
988 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
989 /*
990  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
991  *
992  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
993  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
994  * reschedule event.
995  *
996  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
997  * rq->lock.
998  */
999
1000 /*
1001  * Use hrtick when:
1002  *  - enabled by features
1003  *  - hrtimer is actually high res
1004  */
1005 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1006 {
1007         if (!sched_feat(HRTICK))
1008                 return 0;
1009         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1010                 return 0;
1011         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1012 }
1013
1014 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1015 {
1016         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1017                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1018 }
1019
1020 /*
1021  * High-resolution timer tick.
1022  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1023  */
1024 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1025 {
1026         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1027
1028         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1029
1030         spin_lock(&rq->lock);
1031         update_rq_clock(rq);
1032         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1033         spin_unlock(&rq->lock);
1034
1035         return HRTIMER_NORESTART;
1036 }
1037
1038 #ifdef CONFIG_SMP
1039 /*
1040  * called from hardirq (IPI) context
1041  */
1042 static void __hrtick_start(void *arg)
1043 {
1044         struct rq *rq = arg;
1045
1046         spin_lock(&rq->lock);
1047         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1048         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1049         spin_unlock(&rq->lock);
1050 }
1051
1052 /*
1053  * Called to set the hrtick timer state.
1054  *
1055  * called with rq->lock held and irqs disabled
1056  */
1057 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1058 {
1059         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1060         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1061
1062         timer->expires = time;
1063
1064         if (rq == this_rq()) {
1065                 hrtimer_restart(timer);
1066         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1067                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
1068                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1069         }
1070 }
1071
1072 static int
1073 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1074 {
1075         int cpu = (int)(long)hcpu;
1076
1077         switch (action) {
1078         case CPU_UP_CANCELED:
1079         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1080         case CPU_DOWN_PREPARE:
1081         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1082         case CPU_DEAD:
1083         case CPU_DEAD_FROZEN:
1084                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1085                 return NOTIFY_OK;
1086         }
1087
1088         return NOTIFY_DONE;
1089 }
1090
1091 static void init_hrtick(void)
1092 {
1093         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1094 }
1095 #else
1096 /*
1097  * Called to set the hrtick timer state.
1098  *
1099  * called with rq->lock held and irqs disabled
1100  */
1101 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1102 {
1103         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), HRTIMER_MODE_REL);
1104 }
1105
1106 static void init_hrtick(void)
1107 {
1108 }
1109 #endif /* CONFIG_SMP */
1110
1111 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1112 {
1113 #ifdef CONFIG_SMP
1114         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1115
1116         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1117         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1118         rq->hrtick_csd.info = rq;
1119 #endif
1120
1121         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1122         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1123         rq->hrtick_timer.cb_mode = HRTIMER_CB_IRQSAFE_NO_SOFTIRQ;
1124 }
1125 #else
1126 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1127 {
1128 }
1129
1130 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1131 {
1132 }
1133
1134 static inline void init_hrtick(void)
1135 {
1136 }
1137 #endif
1138
1139 /*
1140  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1141  *
1142  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1143  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1144  * the target CPU.
1145  */
1146 #ifdef CONFIG_SMP
1147
1148 #ifndef tsk_is_polling
1149 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1150 #endif
1151
1152 static void resched_task(struct task_struct *p)
1153 {
1154         int cpu;
1155
1156         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1157
1158         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(p, TIF_NEED_RESCHED)))
1159                 return;
1160
1161         set_tsk_thread_flag(p, TIF_NEED_RESCHED);
1162
1163         cpu = task_cpu(p);
1164         if (cpu == smp_processor_id())
1165                 return;
1166
1167         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1168         smp_mb();
1169         if (!tsk_is_polling(p))
1170                 smp_send_reschedule(cpu);
1171 }
1172
1173 static void resched_cpu(int cpu)
1174 {
1175         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1176         unsigned long flags;
1177
1178         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1179                 return;
1180         resched_task(cpu_curr(cpu));
1181         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1182 }
1183
1184 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1185 /*
1186  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1187  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1188  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1189  * idle system the next event might even be infinite time into the
1190  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1191  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1192  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1193  * wheel for the next timer event.
1194  */
1195 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1196 {
1197         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1198
1199         if (cpu == smp_processor_id())
1200                 return;
1201
1202         /*
1203          * This is safe, as this function is called with the timer
1204          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1205          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1206          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1207          * timer into account automatically.
1208          */
1209         if (rq->curr != rq->idle)
1210                 return;
1211
1212         /*
1213          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1214          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1215          * idle task through an additional NOOP schedule()
1216          */
1217         set_tsk_thread_flag(rq->idle, TIF_NEED_RESCHED);
1218
1219         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1220         smp_mb();
1221         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1222                 smp_send_reschedule(cpu);
1223 }
1224 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1225
1226 #else /* !CONFIG_SMP */
1227 static void resched_task(struct task_struct *p)
1228 {
1229         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1230         set_tsk_need_resched(p);
1231 }
1232 #endif /* CONFIG_SMP */
1233
1234 #if BITS_PER_LONG == 32
1235 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1236 #else
1237 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1238 #endif
1239
1240 #define WMULT_SHIFT     32
1241
1242 /*
1243  * Shift right and round:
1244  */
1245 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1246
1247 /*
1248  * delta *= weight / lw
1249  */
1250 static unsigned long
1251 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1252                 struct load_weight *lw)
1253 {
1254         u64 tmp;
1255
1256         if (!lw->inv_weight) {
1257                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1258                         lw->inv_weight = 1;
1259                 else
1260                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1261                                 / (lw->weight+1);
1262         }
1263
1264         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1265         /*
1266          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1267          */
1268         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1269                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1270                         WMULT_SHIFT/2);
1271         else
1272                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1273
1274         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1275 }
1276
1277 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1278 {
1279         lw->weight += inc;
1280         lw->inv_weight = 0;
1281 }
1282
1283 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1284 {
1285         lw->weight -= dec;
1286         lw->inv_weight = 0;
1287 }
1288
1289 /*
1290  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1291  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1292  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1293  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1294  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1295  * slice expiry etc.
1296  */
1297
1298 #define WEIGHT_IDLEPRIO         2
1299 #define WMULT_IDLEPRIO          (1 << 31)
1300
1301 /*
1302  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1303  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1304  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1305  * that remained on nice 0.
1306  *
1307  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1308  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1309  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1310  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1311  * the relative distance between them is ~25%.)
1312  */
1313 static const int prio_to_weight[40] = {
1314  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1315  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1316  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1317  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1318  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1319  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1320  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1321  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1322 };
1323
1324 /*
1325  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1326  *
1327  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1328  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1329  * into multiplications:
1330  */
1331 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1332  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1333  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1334  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1335  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1336  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1337  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1338  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1339  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1340 };
1341
1342 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1343
1344 /*
1345  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1346  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1347  * structures to the load-balancing proper:
1348  */
1349 struct rq_iterator {
1350         void *arg;
1351         struct task_struct *(*start)(void *);
1352         struct task_struct *(*next)(void *);
1353 };
1354
1355 #ifdef CONFIG_SMP
1356 static unsigned long
1357 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1358               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1359               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1360               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1361
1362 static int
1363 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1364                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1365                    struct rq_iterator *iterator);
1366 #endif
1367
1368 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1369 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1370 #else
1371 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1372 #endif
1373
1374 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1375 {
1376         update_load_add(&rq->load, load);
1377 }
1378
1379 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1380 {
1381         update_load_sub(&rq->load, load);
1382 }
1383
1384 #ifdef CONFIG_SMP
1385 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1386 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1387 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1388
1389 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1390 {
1391         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1392
1393         if (rq->nr_running)
1394                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / rq->nr_running;
1395
1396         return rq->avg_load_per_task;
1397 }
1398
1399 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1400
1401 typedef void (*tg_visitor)(struct task_group *, int, struct sched_domain *);
1402
1403 /*
1404  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1405  * leaving it for the final time.
1406  */
1407 static void
1408 walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, int cpu, struct sched_domain *sd)
1409 {
1410         struct task_group *parent, *child;
1411
1412         rcu_read_lock();
1413         parent = &root_task_group;
1414 down:
1415         (*down)(parent, cpu, sd);
1416         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1417                 parent = child;
1418                 goto down;
1419
1420 up:
1421                 continue;
1422         }
1423         (*up)(parent, cpu, sd);
1424
1425         child = parent;
1426         parent = parent->parent;
1427         if (parent)
1428                 goto up;
1429         rcu_read_unlock();
1430 }
1431
1432 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1433
1434 /*
1435  * Calculate and set the cpu's group shares.
1436  */
1437 static void
1438 __update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1439                           unsigned long sd_shares, unsigned long sd_rq_weight)
1440 {
1441         int boost = 0;
1442         unsigned long shares;
1443         unsigned long rq_weight;
1444
1445         if (!tg->se[cpu])
1446                 return;
1447
1448         rq_weight = tg->cfs_rq[cpu]->load.weight;
1449
1450         /*
1451          * If there are currently no tasks on the cpu pretend there is one of
1452          * average load so that when a new task gets to run here it will not
1453          * get delayed by group starvation.
1454          */
1455         if (!rq_weight) {
1456                 boost = 1;
1457                 rq_weight = NICE_0_LOAD;
1458         }
1459
1460         if (unlikely(rq_weight > sd_rq_weight))
1461                 rq_weight = sd_rq_weight;
1462
1463         /*
1464          *           \Sum shares * rq_weight
1465          * shares =  -----------------------
1466          *               \Sum rq_weight
1467          *
1468          */
1469         shares = (sd_shares * rq_weight) / (sd_rq_weight + 1);
1470
1471         /*
1472          * record the actual number of shares, not the boosted amount.
1473          */
1474         tg->cfs_rq[cpu]->shares = boost ? 0 : shares;
1475         tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight = rq_weight;
1476
1477         if (shares < MIN_SHARES)
1478                 shares = MIN_SHARES;
1479         else if (shares > MAX_SHARES)
1480                 shares = MAX_SHARES;
1481
1482         __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1483 }
1484
1485 /*
1486  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1487  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1488  * parent group depends on the shares of its child groups.
1489  */
1490 static void
1491 tg_shares_up(struct task_group *tg, int cpu, struct sched_domain *sd)
1492 {
1493         unsigned long rq_weight = 0;
1494         unsigned long shares = 0;
1495         int i;
1496
1497         for_each_cpu_mask(i, sd->span) {
1498                 rq_weight += tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1499                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1500         }
1501
1502         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1503                 shares = tg->shares;
1504
1505         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1506                 shares = tg->shares;
1507
1508         if (!rq_weight)
1509                 rq_weight = cpus_weight(sd->span) * NICE_0_LOAD;
1510
1511         for_each_cpu_mask(i, sd->span) {
1512                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
1513                 unsigned long flags;
1514
1515                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1516                 __update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight);
1517                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1518         }
1519 }
1520
1521 /*
1522  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1523  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1524  * group is a fraction of its parents load.
1525  */
1526 static void
1527 tg_load_down(struct task_group *tg, int cpu, struct sched_domain *sd)
1528 {
1529         unsigned long load;
1530
1531         if (!tg->parent) {
1532                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1533         } else {
1534                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1535                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1536                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1537         }
1538
1539         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1540 }
1541
1542 static void
1543 tg_nop(struct task_group *tg, int cpu, struct sched_domain *sd)
1544 {
1545 }
1546
1547 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1548 {
1549         u64 now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1550         s64 elapsed = now - sd->last_update;
1551
1552         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1553                 sd->last_update = now;
1554                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, 0, sd);
1555         }
1556 }
1557
1558 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1559 {
1560         spin_unlock(&rq->lock);
1561         update_shares(sd);
1562         spin_lock(&rq->lock);
1563 }
1564
1565 static void update_h_load(int cpu)
1566 {
1567         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, cpu, NULL);
1568 }
1569
1570 #else
1571
1572 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1573 {
1574 }
1575
1576 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1577 {
1578 }
1579
1580 #endif
1581
1582 #endif
1583
1584 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1585 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1586 {
1587 #ifdef CONFIG_SMP
1588         cfs_rq->shares = shares;
1589 #endif
1590 }
1591 #endif
1592
1593 #include "sched_stats.h"
1594 #include "sched_idletask.c"
1595 #include "sched_fair.c"
1596 #include "sched_rt.c"
1597 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1598 # include "sched_debug.c"
1599 #endif
1600
1601 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1602 #define for_each_class(class) \
1603    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1604
1605 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1606 {
1607         rq->nr_running++;
1608 }
1609
1610 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1611 {
1612         rq->nr_running--;
1613 }
1614
1615 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1616 {
1617         if (task_has_rt_policy(p)) {
1618                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1619                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1620                 return;
1621         }
1622
1623         /*
1624          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1625          */
1626         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1627                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1628                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1629                 return;
1630         }
1631
1632         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1633         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1634 }
1635
1636 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1637 {
1638         s64 diff = sample - *avg;
1639         *avg += diff >> 3;
1640 }
1641
1642 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1643 {
1644         sched_info_queued(p);
1645         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1646         p->se.on_rq = 1;
1647 }
1648
1649 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1650 {
1651         if (sleep && p->se.last_wakeup) {
1652                 update_avg(&p->se.avg_overlap,
1653                            p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1654                 p->se.last_wakeup = 0;
1655         }
1656
1657         sched_info_dequeued(p);
1658         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1659         p->se.on_rq = 0;
1660 }
1661
1662 /*
1663  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1664  */
1665 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1666 {
1667         return p->static_prio;
1668 }
1669
1670 /*
1671  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1672  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1673  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1674  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1675  * estimator recalculates.
1676  */
1677 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1678 {
1679         int prio;
1680
1681         if (task_has_rt_policy(p))
1682                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1683         else
1684                 prio = __normal_prio(p);
1685         return prio;
1686 }
1687
1688 /*
1689  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1690  * taken into account by the scheduler. This value might
1691  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1692  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1693  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1694  */
1695 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1696 {
1697         p->normal_prio = normal_prio(p);
1698         /*
1699          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1700          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1701          * to the normal priority:
1702          */
1703         if (!rt_prio(p->prio))
1704                 return p->normal_prio;
1705         return p->prio;
1706 }
1707
1708 /*
1709  * activate_task - move a task to the runqueue.
1710  */
1711 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1712 {
1713         if (task_contributes_to_load(p))
1714                 rq->nr_uninterruptible--;
1715
1716         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1717         inc_nr_running(rq);
1718 }
1719
1720 /*
1721  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1722  */
1723 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1724 {
1725         if (task_contributes_to_load(p))
1726                 rq->nr_uninterruptible++;
1727
1728         dequeue_task(rq, p, sleep);
1729         dec_nr_running(rq);
1730 }
1731
1732 /**
1733  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1734  * @p: the task in question.
1735  */
1736 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1737 {
1738         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1739 }
1740
1741 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1742 {
1743         set_task_rq(p, cpu);
1744 #ifdef CONFIG_SMP
1745         /*
1746          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1747          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1748          * per-task data have been completed by this moment.
1749          */
1750         smp_wmb();
1751         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1752 #endif
1753 }
1754
1755 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1756                                        const struct sched_class *prev_class,
1757                                        int oldprio, int running)
1758 {
1759         if (prev_class != p->sched_class) {
1760                 if (prev_class->switched_from)
1761                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1762                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1763         } else
1764                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1765 }
1766
1767 #ifdef CONFIG_SMP
1768
1769 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1770 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1771 {
1772         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1773 }
1774
1775 /*
1776  * Is this task likely cache-hot:
1777  */
1778 static int
1779 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
1780 {
1781         s64 delta;
1782
1783         /*
1784          * Buddy candidates are cache hot:
1785          */
1786         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next))
1787                 return 1;
1788
1789         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
1790                 return 0;
1791
1792         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
1793                 return 1;
1794         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
1795                 return 0;
1796
1797         delta = now - p->se.exec_start;
1798
1799         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
1800 }
1801
1802
1803 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1804 {
1805         int old_cpu = task_cpu(p);
1806         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
1807         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
1808                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
1809         u64 clock_offset;
1810
1811         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
1812
1813 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1814         if (p->se.wait_start)
1815                 p->se.wait_start -= clock_offset;
1816         if (p->se.sleep_start)
1817                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
1818         if (p->se.block_start)
1819                 p->se.block_start -= clock_offset;
1820         if (old_cpu != new_cpu) {
1821                 schedstat_inc(p, se.nr_migrations);
1822                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
1823                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
1824         }
1825 #endif
1826         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
1827                                          new_cfsrq->min_vruntime;
1828
1829         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1830 }
1831
1832 struct migration_req {
1833         struct list_head list;
1834
1835         struct task_struct *task;
1836         int dest_cpu;
1837
1838         struct completion done;
1839 };
1840
1841 /*
1842  * The task's runqueue lock must be held.
1843  * Returns true if you have to wait for migration thread.
1844  */
1845 static int
1846 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
1847 {
1848         struct rq *rq = task_rq(p);
1849
1850         /*
1851          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
1852          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
1853          */
1854         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
1855                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
1856                 return 0;
1857         }
1858
1859         init_completion(&req->done);
1860         req->task = p;
1861         req->dest_cpu = dest_cpu;
1862         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
1863
1864         return 1;
1865 }
1866
1867 /*
1868  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1869  *
1870  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1871  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1872  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1873  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1874  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1875  * @p has remained unscheduled the whole time.
1876  *
1877  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1878  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1879  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1880  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1881  * waiting to become inactive.
1882  */
1883 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1884 {
1885         unsigned long flags;
1886         int running, on_rq;
1887         unsigned long ncsw;
1888         struct rq *rq;
1889
1890         for (;;) {
1891                 /*
1892                  * We do the initial early heuristics without holding
1893                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1894                  * the runqueue lock when things look like they will
1895                  * work out!
1896                  */
1897                 rq = task_rq(p);
1898
1899                 /*
1900                  * If the task is actively running on another CPU
1901                  * still, just relax and busy-wait without holding
1902                  * any locks.
1903                  *
1904                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1905                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1906                  * But we don't care, since "task_running()" will
1907                  * return false if the runqueue has changed and p
1908                  * is actually now running somewhere else!
1909                  */
1910                 while (task_running(rq, p)) {
1911                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1912                                 return 0;
1913                         cpu_relax();
1914                 }
1915
1916                 /*
1917                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1918                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1919                  * just go back and repeat.
1920                  */
1921                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1922                 running = task_running(rq, p);
1923                 on_rq = p->se.on_rq;
1924                 ncsw = 0;
1925                 if (!match_state || p->state == match_state) {
1926                         ncsw = p->nivcsw + p->nvcsw;
1927                         if (unlikely(!ncsw))
1928                                 ncsw = 1;
1929                 }
1930                 task_rq_unlock(rq, &flags);
1931
1932                 /*
1933                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1934                  */
1935                 if (unlikely(!ncsw))
1936                         break;
1937
1938                 /*
1939                  * Was it really running after all now that we
1940                  * checked with the proper locks actually held?
1941                  *
1942                  * Oops. Go back and try again..
1943                  */
1944                 if (unlikely(running)) {
1945                         cpu_relax();
1946                         continue;
1947                 }
1948
1949                 /*
1950                  * It's not enough that it's not actively running,
1951                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1952                  * preempted!
1953                  *
1954                  * So if it wa still runnable (but just not actively
1955                  * running right now), it's preempted, and we should
1956                  * yield - it could be a while.
1957                  */
1958                 if (unlikely(on_rq)) {
1959                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1960                         continue;
1961                 }
1962
1963                 /*
1964                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1965                  * runnable, which means that it will never become
1966                  * running in the future either. We're all done!
1967                  */
1968                 break;
1969         }
1970
1971         return ncsw;
1972 }
1973
1974 /***
1975  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1976  * @p: the to-be-kicked thread
1977  *
1978  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1979  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1980  *
1981  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
1982  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1983  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1984  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1985  * achieved as well.
1986  */
1987 void kick_process(struct task_struct *p)
1988 {
1989         int cpu;
1990
1991         preempt_disable();
1992         cpu = task_cpu(p);
1993         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1994                 smp_send_reschedule(cpu);
1995         preempt_enable();
1996 }
1997
1998 /*
1999  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2000  * according to the scheduling class and "nice" value.
2001  *
2002  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2003  * balance conservatively.
2004  */
2005 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2006 {
2007         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2008         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2009
2010         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2011                 return total;
2012
2013         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2014 }
2015
2016 /*
2017  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2018  * according to the scheduling class and "nice" value.
2019  */
2020 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2021 {
2022         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2023         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2024
2025         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2026                 return total;
2027
2028         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2029 }
2030
2031 /*
2032  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2033  * domain.
2034  */
2035 static struct sched_group *
2036 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
2037 {
2038         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
2039         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2040         int load_idx = sd->forkexec_idx;
2041         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2042
2043         do {
2044                 unsigned long load, avg_load;
2045                 int local_group;
2046                 int i;
2047
2048                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2049                 if (!cpus_intersects(group->cpumask, p->cpus_allowed))
2050                         continue;
2051
2052                 local_group = cpu_isset(this_cpu, group->cpumask);
2053
2054                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2055                 avg_load = 0;
2056
2057                 for_each_cpu_mask_nr(i, group->cpumask) {
2058                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2059                         if (local_group)
2060                                 load = source_load(i, load_idx);
2061                         else
2062                                 load = target_load(i, load_idx);
2063
2064                         avg_load += load;
2065                 }
2066
2067                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2068                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
2069                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
2070
2071                 if (local_group) {
2072                         this_load = avg_load;
2073                         this = group;
2074                 } else if (avg_load < min_load) {
2075                         min_load = avg_load;
2076                         idlest = group;
2077                 }
2078         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2079
2080         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2081                 return NULL;
2082         return idlest;
2083 }
2084
2085 /*
2086  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2087  */
2088 static int
2089 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu,
2090                 cpumask_t *tmp)
2091 {
2092         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2093         int idlest = -1;
2094         int i;
2095
2096         /* Traverse only the allowed CPUs */
2097         cpus_and(*tmp, group->cpumask, p->cpus_allowed);
2098
2099         for_each_cpu_mask_nr(i, *tmp) {
2100                 load = weighted_cpuload(i);
2101
2102                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2103                         min_load = load;
2104                         idlest = i;
2105                 }
2106         }
2107
2108         return idlest;
2109 }
2110
2111 /*
2112  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2113  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2114  * SD_BALANCE_EXEC.
2115  *
2116  * Balance, ie. select the least loaded group.
2117  *
2118  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2119  *
2120  * preempt must be disabled.
2121  */
2122 static int sched_balance_self(int cpu, int flag)
2123 {
2124         struct task_struct *t = current;
2125         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
2126
2127         for_each_domain(cpu, tmp) {
2128                 /*
2129                  * If power savings logic is enabled for a domain, stop there.
2130                  */
2131                 if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
2132                         break;
2133                 if (tmp->flags & flag)
2134                         sd = tmp;
2135         }
2136
2137         if (sd)
2138                 update_shares(sd);
2139
2140         while (sd) {
2141                 cpumask_t span, tmpmask;
2142                 struct sched_group *group;
2143                 int new_cpu, weight;
2144
2145                 if (!(sd->flags & flag)) {
2146                         sd = sd->child;
2147                         continue;
2148                 }
2149
2150                 span = sd->span;
2151                 group = find_idlest_group(sd, t, cpu);
2152                 if (!group) {
2153                         sd = sd->child;
2154                         continue;
2155                 }
2156
2157                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, t, cpu, &tmpmask);
2158                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
2159                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
2160                         sd = sd->child;
2161                         continue;
2162                 }
2163
2164                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
2165                 cpu = new_cpu;
2166                 sd = NULL;
2167                 weight = cpus_weight(span);
2168                 for_each_domain(cpu, tmp) {
2169                         if (weight <= cpus_weight(tmp->span))
2170                                 break;
2171                         if (tmp->flags & flag)
2172                                 sd = tmp;
2173                 }
2174                 /* while loop will break here if sd == NULL */
2175         }
2176
2177         return cpu;
2178 }
2179
2180 #endif /* CONFIG_SMP */
2181
2182 /***
2183  * try_to_wake_up - wake up a thread
2184  * @p: the to-be-woken-up thread
2185  * @state: the mask of task states that can be woken
2186  * @sync: do a synchronous wakeup?
2187  *
2188  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2189  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2190  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2191  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2192  * runnable without the overhead of this.
2193  *
2194  * returns failure only if the task is already active.
2195  */
2196 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int sync)
2197 {
2198         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2199         unsigned long flags;
2200         long old_state;
2201         struct rq *rq;
2202
2203         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2204                 sync = 0;
2205
2206 #ifdef CONFIG_SMP
2207         if (sched_feat(LB_WAKEUP_UPDATE)) {
2208                 struct sched_domain *sd;
2209
2210                 this_cpu = raw_smp_processor_id();
2211                 cpu = task_cpu(p);
2212
2213                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2214                         if (cpu_isset(cpu, sd->span)) {
2215                                 update_shares(sd);
2216                                 break;
2217                         }
2218                 }
2219         }
2220 #endif
2221
2222         smp_wmb();
2223         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2224         old_state = p->state;
2225         if (!(old_state & state))
2226                 goto out;
2227
2228         if (p->se.on_rq)
2229                 goto out_running;
2230
2231         cpu = task_cpu(p);
2232         orig_cpu = cpu;
2233         this_cpu = smp_processor_id();
2234
2235 #ifdef CONFIG_SMP
2236         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2237                 goto out_activate;
2238
2239         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sync);
2240         if (cpu != orig_cpu) {
2241                 set_task_cpu(p, cpu);
2242                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2243                 /* might preempt at this point */
2244                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2245                 old_state = p->state;
2246                 if (!(old_state & state))
2247                         goto out;
2248                 if (p->se.on_rq)
2249                         goto out_running;
2250
2251                 this_cpu = smp_processor_id();
2252                 cpu = task_cpu(p);
2253         }
2254
2255 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2256         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2257         if (cpu == this_cpu)
2258                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2259         else {
2260                 struct sched_domain *sd;
2261                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2262                         if (cpu_isset(cpu, sd->span)) {
2263                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2264                                 break;
2265                         }
2266                 }
2267         }
2268 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2269
2270 out_activate:
2271 #endif /* CONFIG_SMP */
2272         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2273         if (sync)
2274                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2275         if (orig_cpu != cpu)
2276                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2277         if (cpu == this_cpu)
2278                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2279         else
2280                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2281         update_rq_clock(rq);
2282         activate_task(rq, p, 1);
2283         success = 1;
2284
2285 out_running:
2286         trace_mark(kernel_sched_wakeup,
2287                 "pid %d state %ld ## rq %p task %p rq->curr %p",
2288                 p->pid, p->state, rq, p, rq->curr);
2289         check_preempt_curr(rq, p);
2290
2291         p->state = TASK_RUNNING;
2292 #ifdef CONFIG_SMP
2293         if (p->sched_class->task_wake_up)
2294                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2295 #endif
2296 out:
2297         current->se.last_wakeup = current->se.sum_exec_runtime;
2298
2299         task_rq_unlock(rq, &flags);
2300
2301         return success;
2302 }
2303
2304 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2305 {
2306         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2307 }
2308 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2309
2310 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2311 {
2312         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2313 }
2314
2315 /*
2316  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2317  * p is forked by current.
2318  *
2319  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2320  */
2321 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2322 {
2323         p->se.exec_start                = 0;
2324         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2325         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2326         p->se.last_wakeup               = 0;
2327         p->se.avg_overlap               = 0;
2328
2329 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2330         p->se.wait_start                = 0;
2331         p->se.sum_sleep_runtime         = 0;
2332         p->se.sleep_start               = 0;
2333         p->se.block_start               = 0;
2334         p->se.sleep_max                 = 0;
2335         p->se.block_max                 = 0;
2336         p->se.exec_max                  = 0;
2337         p->se.slice_max                 = 0;
2338         p->se.wait_max                  = 0;
2339 #endif
2340
2341         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2342         p->se.on_rq = 0;
2343         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2344
2345 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2346         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2347 #endif
2348
2349         /*
2350          * We mark the process as running here, but have not actually
2351          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2352          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2353          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2354          */
2355         p->state = TASK_RUNNING;
2356 }
2357
2358 /*
2359  * fork()/clone()-time setup:
2360  */
2361 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2362 {
2363         int cpu = get_cpu();
2364
2365         __sched_fork(p);
2366
2367 #ifdef CONFIG_SMP
2368         cpu = sched_balance_self(cpu, SD_BALANCE_FORK);
2369 #endif
2370         set_task_cpu(p, cpu);
2371
2372         /*
2373          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child:
2374          */
2375         p->prio = current->normal_prio;
2376         if (!rt_prio(p->prio))
2377                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2378
2379 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2380         if (likely(sched_info_on()))
2381                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2382 #endif
2383 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2384         p->oncpu = 0;
2385 #endif
2386 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2387         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2388         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2389 #endif
2390         put_cpu();
2391 }
2392
2393 /*
2394  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2395  *
2396  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2397  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2398  * on the runqueue and wakes it.
2399  */
2400 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2401 {
2402         unsigned long flags;
2403         struct rq *rq;
2404
2405         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2406         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2407         update_rq_clock(rq);
2408
2409         p->prio = effective_prio(p);
2410
2411         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2412                 activate_task(rq, p, 0);
2413         } else {
2414                 /*
2415                  * Let the scheduling class do new task startup
2416                  * management (if any):
2417                  */
2418                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2419                 inc_nr_running(rq);
2420         }
2421         trace_mark(kernel_sched_wakeup_new,
2422                 "pid %d state %ld ## rq %p task %p rq->curr %p",
2423                 p->pid, p->state, rq, p, rq->curr);
2424         check_preempt_curr(rq, p);
2425 #ifdef CONFIG_SMP
2426         if (p->sched_class->task_wake_up)
2427                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2428 #endif
2429         task_rq_unlock(rq, &flags);
2430 }
2431
2432 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2433
2434 /**
2435  * preempt_notifier_register - tell me when current is being being preempted & rescheduled
2436  * @notifier: notifier struct to register
2437  */
2438 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2439 {
2440         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2441 }
2442 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2443
2444 /**
2445  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2446  * @notifier: notifier struct to unregister
2447  *
2448  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2449  */
2450 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2451 {
2452         hlist_del(&notifier->link);
2453 }
2454 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2455
2456 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2457 {
2458         struct preempt_notifier *notifier;
2459         struct hlist_node *node;
2460
2461         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2462                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2463 }
2464
2465 static void
2466 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2467                                  struct task_struct *next)
2468 {
2469         struct preempt_notifier *notifier;
2470         struct hlist_node *node;
2471
2472         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2473                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2474 }
2475
2476 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2477
2478 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2479 {
2480 }
2481
2482 static void
2483 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2484                                  struct task_struct *next)
2485 {
2486 }
2487
2488 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2489
2490 /**
2491  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2492  * @rq: the runqueue preparing to switch
2493  * @prev: the current task that is being switched out
2494  * @next: the task we are going to switch to.
2495  *
2496  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2497  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2498  * switch.
2499  *
2500  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2501  * hooks.
2502  */
2503 static inline void
2504 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2505                     struct task_struct *next)
2506 {
2507         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2508         prepare_lock_switch(rq, next);
2509         prepare_arch_switch(next);
2510 }
2511
2512 /**
2513  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2514  * @rq: runqueue associated with task-switch
2515  * @prev: the thread we just switched away from.
2516  *
2517  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2518  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2519  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2520  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2521  *
2522  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2523  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2524  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2525  * details.)
2526  */
2527 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2528         __releases(rq->lock)
2529 {
2530         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2531         long prev_state;
2532
2533         rq->prev_mm = NULL;
2534
2535         /*
2536          * A task struct has one reference for the use as "current".
2537          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2538          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2539          * the scheduled task must drop that reference.
2540          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2541          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2542          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2543          * be dropped twice.
2544          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2545          */
2546         prev_state = prev->state;
2547         finish_arch_switch(prev);
2548         finish_lock_switch(rq, prev);
2549 #ifdef CONFIG_SMP
2550         if (current->sched_class->post_schedule)
2551                 current->sched_class->post_schedule(rq);
2552 #endif
2553
2554         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2555         if (mm)
2556                 mmdrop(mm);
2557         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2558                 /*
2559                  * Remove function-return probe instances associated with this
2560                  * task and put them back on the free list.
2561                  */
2562                 kprobe_flush_task(prev);
2563                 put_task_struct(prev);
2564         }
2565 }
2566
2567 /**
2568  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2569  * @prev: the thread we just switched away from.
2570  */
2571 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2572         __releases(rq->lock)
2573 {
2574         struct rq *rq = this_rq();
2575
2576         finish_task_switch(rq, prev);
2577 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2578         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2579         preempt_enable();
2580 #endif
2581         if (current->set_child_tid)
2582                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2583 }
2584
2585 /*
2586  * context_switch - switch to the new MM and the new
2587  * thread's register state.
2588  */
2589 static inline void
2590 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2591                struct task_struct *next)
2592 {
2593         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2594
2595         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2596         trace_mark(kernel_sched_schedule,
2597                 "prev_pid %d next_pid %d prev_state %ld "
2598                 "## rq %p prev %p next %p",
2599                 prev->pid, next->pid, prev->state,
2600                 rq, prev, next);
2601         mm = next->mm;
2602         oldmm = prev->active_mm;
2603         /*
2604          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2605          * combine the page table reload and the switch backend into
2606          * one hypercall.
2607          */
2608         arch_enter_lazy_cpu_mode();
2609
2610         if (unlikely(!mm)) {
2611                 next->active_mm = oldmm;
2612                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2613                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2614         } else
2615                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2616
2617         if (unlikely(!prev->mm)) {
2618                 prev->active_mm = NULL;
2619                 rq->prev_mm = oldmm;
2620         }
2621         /*
2622          * Since the runqueue lock will be released by the next
2623          * task (which is an invalid locking op but in the case
2624          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2625          * do an early lockdep release here:
2626          */
2627 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2628         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2629 #endif
2630
2631         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2632         switch_to(prev, next, prev);
2633
2634         barrier();
2635         /*
2636          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2637          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2638          * frame will be invalid.
2639          */
2640         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2641 }
2642
2643 /*
2644  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2645  *
2646  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2647  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2648  * number of context switches performed since bootup.
2649  */
2650 unsigned long nr_running(void)
2651 {
2652         unsigned long i, sum = 0;
2653
2654         for_each_online_cpu(i)
2655                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2656
2657         return sum;
2658 }
2659
2660 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2661 {
2662         unsigned long i, sum = 0;
2663
2664         for_each_possible_cpu(i)
2665                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2666
2667         /*
2668          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2669          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2670          */
2671         if (unlikely((long)sum < 0))
2672                 sum = 0;
2673
2674         return sum;
2675 }
2676
2677 unsigned long long nr_context_switches(void)
2678 {
2679         int i;
2680         unsigned long long sum = 0;
2681
2682         for_each_possible_cpu(i)
2683                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2684
2685         return sum;
2686 }
2687
2688 unsigned long nr_iowait(void)
2689 {
2690         unsigned long i, sum = 0;
2691
2692         for_each_possible_cpu(i)
2693                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2694
2695         return sum;
2696 }
2697
2698 unsigned long nr_active(void)
2699 {
2700         unsigned long i, running = 0, uninterruptible = 0;
2701
2702         for_each_online_cpu(i) {
2703                 running += cpu_rq(i)->nr_running;
2704                 uninterruptible += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2705         }
2706
2707         if (unlikely((long)uninterruptible < 0))
2708                 uninterruptible = 0;
2709
2710         return running + uninterruptible;
2711 }
2712
2713 /*
2714  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2715  * scheduler tick (TICK_NSEC).
2716  */
2717 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
2718 {
2719         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
2720         int i, scale;
2721
2722         this_rq->nr_load_updates++;
2723
2724         /* Update our load: */
2725         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2726                 unsigned long old_load, new_load;
2727
2728                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2729
2730                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2731                 new_load = this_load;
2732                 /*
2733                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2734                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2735                  * example.
2736                  */
2737                 if (new_load > old_load)
2738                         new_load += scale-1;
2739                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
2740         }
2741 }
2742
2743 #ifdef CONFIG_SMP
2744
2745 /*
2746  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2747  *
2748  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2749  * you need to do so manually before calling.
2750  */
2751 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2752         __acquires(rq1->lock)
2753         __acquires(rq2->lock)
2754 {
2755         BUG_ON(!irqs_disabled());
2756         if (rq1 == rq2) {
2757                 spin_lock(&rq1->lock);
2758                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2759         } else {
2760                 if (rq1 < rq2) {
2761                         spin_lock(&rq1->lock);
2762                         spin_lock(&rq2->lock);
2763                 } else {
2764                         spin_lock(&rq2->lock);
2765                         spin_lock(&rq1->lock);
2766                 }
2767         }
2768         update_rq_clock(rq1);
2769         update_rq_clock(rq2);
2770 }
2771
2772 /*
2773  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2774  *
2775  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2776  * you need to do so manually after calling.
2777  */
2778 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2779         __releases(rq1->lock)
2780         __releases(rq2->lock)
2781 {
2782         spin_unlock(&rq1->lock);
2783         if (rq1 != rq2)
2784                 spin_unlock(&rq2->lock);
2785         else
2786                 __release(rq2->lock);
2787 }
2788
2789 /*
2790  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
2791  */
2792 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2793         __releases(this_rq->lock)
2794         __acquires(busiest->lock)
2795         __acquires(this_rq->lock)
2796 {
2797         int ret = 0;
2798
2799         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
2800                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
2801                 spin_unlock(&this_rq->lock);
2802                 BUG_ON(1);
2803         }
2804         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
2805                 if (busiest < this_rq) {
2806                         spin_unlock(&this_rq->lock);
2807                         spin_lock(&busiest->lock);
2808                         spin_lock(&this_rq->lock);
2809                         ret = 1;
2810                 } else
2811                         spin_lock(&busiest->lock);
2812         }
2813         return ret;
2814 }
2815
2816 /*
2817  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
2818  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
2819  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
2820  * the cpu_allowed mask is restored.
2821  */
2822 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
2823 {
2824         struct migration_req req;
2825         unsigned long flags;
2826         struct rq *rq;
2827
2828         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2829         if (!cpu_isset(dest_cpu, p->cpus_allowed)
2830             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
2831                 goto out;
2832
2833         /* force the process onto the specified CPU */
2834         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
2835                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
2836                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
2837
2838                 get_task_struct(mt);
2839                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2840                 wake_up_process(mt);
2841                 put_task_struct(mt);
2842                 wait_for_completion(&req.done);
2843
2844                 return;
2845         }
2846 out:
2847         task_rq_unlock(rq, &flags);
2848 }
2849
2850 /*
2851  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2852  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2853  */
2854 void sched_exec(void)
2855 {
2856         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
2857         new_cpu = sched_balance_self(this_cpu, SD_BALANCE_EXEC);
2858         put_cpu();
2859         if (new_cpu != this_cpu)
2860                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
2861 }
2862
2863 /*
2864  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
2865  * Both runqueues must be locked.
2866  */
2867 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
2868                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
2869 {
2870         deactivate_task(src_rq, p, 0);
2871         set_task_cpu(p, this_cpu);
2872         activate_task(this_rq, p, 0);
2873         /*
2874          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
2875          * to be always true for them.
2876          */
2877         check_preempt_curr(this_rq, p);
2878 }
2879
2880 /*
2881  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
2882  */
2883 static
2884 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
2885                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2886                      int *all_pinned)
2887 {
2888         /*
2889          * We do not migrate tasks that are:
2890          * 1) running (obviously), or
2891          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
2892          * 3) are cache-hot on their current CPU.
2893          */
2894         if (!cpu_isset(this_cpu, p->cpus_allowed)) {
2895                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
2896                 return 0;
2897         }
2898         *all_pinned = 0;
2899
2900         if (task_running(rq, p)) {
2901                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
2902                 return 0;
2903         }
2904
2905         /*
2906          * Aggressive migration if:
2907          * 1) task is cache cold, or
2908          * 2) too many balance attempts have failed.
2909          */
2910
2911         if (!task_hot(p, rq->clock, sd) ||
2912                         sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
2913 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2914                 if (task_hot(p, rq->clock, sd)) {
2915                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
2916                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
2917                 }
2918 #endif
2919                 return 1;
2920         }
2921
2922         if (task_hot(p, rq->clock, sd)) {
2923                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
2924                 return 0;
2925         }
2926         return 1;
2927 }
2928
2929 static unsigned long
2930 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2931               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
2932               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
2933               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
2934 {
2935         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
2936         struct task_struct *p;
2937         long rem_load_move = max_load_move;
2938
2939         if (max_load_move == 0)
2940                 goto out;
2941
2942         pinned = 1;
2943
2944         /*
2945          * Start the load-balancing iterator:
2946          */
2947         p = iterator->start(iterator->arg);
2948 next:
2949         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
2950                 goto out;
2951
2952         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
2953             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
2954                 p = iterator->next(iterator->arg);
2955                 goto next;
2956         }
2957
2958         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2959         pulled++;
2960         rem_load_move -= p->se.load.weight;
2961
2962         /*
2963          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
2964          */
2965         if (rem_load_move > 0) {
2966                 if (p->prio < *this_best_prio)
2967                         *this_best_prio = p->prio;
2968                 p = iterator->next(iterator->arg);
2969                 goto next;
2970         }
2971 out:
2972         /*
2973          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
2974          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
2975          * inside pull_task().
2976          */
2977         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
2978
2979         if (all_pinned)
2980                 *all_pinned = pinned;
2981
2982         return max_load_move - rem_load_move;
2983 }
2984
2985 /*
2986  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
2987  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
2988  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
2989  *
2990  * Called with both runqueues locked.
2991  */
2992 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2993                       unsigned long max_load_move,
2994                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2995                       int *all_pinned)
2996 {
2997         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
2998         unsigned long total_load_moved = 0;
2999         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3000
3001         do {
3002                 total_load_moved +=
3003                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3004                                 max_load_move - total_load_moved,
3005                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3006                 class = class->next;
3007
3008                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3009                         break;
3010
3011         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3012
3013         return total_load_moved > 0;
3014 }
3015
3016 static int
3017 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3018                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3019                    struct rq_iterator *iterator)
3020 {
3021         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3022         int pinned = 0;
3023
3024         while (p) {
3025                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3026                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3027                         /*
3028                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3029                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3030                          * stats here rather than inside pull_task().
3031                          */
3032                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3033
3034                         return 1;
3035                 }
3036                 p = iterator->next(iterator->arg);
3037         }
3038
3039         return 0;
3040 }
3041
3042 /*
3043  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3044  * part of active balancing operations within "domain".
3045  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3046  *
3047  * Called with both runqueues locked.
3048  */
3049 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3050                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3051 {
3052         const struct sched_class *class;
3053
3054         for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
3055                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3056                         return 1;
3057
3058         return 0;
3059 }
3060
3061 /*
3062  * find_busiest_group finds and returns the busiest CPU group within the
3063  * domain. It calculates and returns the amount of weighted load which
3064  * should be moved to restore balance via the imbalance parameter.
3065  */
3066 static struct sched_group *
3067 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3068                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3069                    int *sd_idle, const cpumask_t *cpus, int *balance)
3070 {
3071         struct sched_group *busiest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
3072         unsigned long max_load, avg_load, total_load, this_load, total_pwr;
3073         unsigned long max_pull;
3074         unsigned long busiest_load_per_task, busiest_nr_running;
3075         unsigned long this_load_per_task, this_nr_running;
3076         int load_idx, group_imb = 0;
3077 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3078         int power_savings_balance = 1;
3079         unsigned long leader_nr_running = 0, min_load_per_task = 0;
3080         unsigned long min_nr_running = ULONG_MAX;
3081         struct sched_group *group_min = NULL, *group_leader = NULL;
3082 #endif
3083
3084         max_load = this_load = total_load = total_pwr = 0;
3085         busiest_load_per_task = busiest_nr_running = 0;
3086         this_load_per_task = this_nr_running = 0;
3087
3088         if (idle == CPU_NOT_IDLE)
3089                 load_idx = sd->busy_idx;
3090         else if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3091                 load_idx = sd->newidle_idx;
3092         else
3093                 load_idx = sd->idle_idx;
3094
3095         do {
3096                 unsigned long load, group_capacity, max_cpu_load, min_cpu_load;
3097                 int local_group;
3098                 int i;
3099                 int __group_imb = 0;
3100                 unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3101                 unsigned long sum_nr_running, sum_weighted_load;
3102                 unsigned long sum_avg_load_per_task;
3103                 unsigned long avg_load_per_task;
3104
3105                 local_group = cpu_isset(this_cpu, group->cpumask);
3106
3107                 if (local_group)
3108                         balance_cpu = first_cpu(group->cpumask);
3109
3110                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3111                 sum_weighted_load = sum_nr_running = avg_load = 0;
3112                 sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3113
3114                 max_cpu_load = 0;
3115                 min_cpu_load = ~0UL;
3116
3117                 for_each_cpu_mask_nr(i, group->cpumask) {
3118                         struct rq *rq;
3119
3120                         if (!cpu_isset(i, *cpus))
3121                                 continue;
3122
3123                         rq = cpu_rq(i);
3124
3125                         if (*sd_idle && rq->nr_running)
3126                                 *sd_idle = 0;
3127
3128                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3129                         if (local_group) {
3130                                 if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3131                                         first_idle_cpu = 1;
3132                                         balance_cpu = i;
3133                                 }
3134
3135                                 load = target_load(i, load_idx);
3136                         } else {
3137                                 load = source_load(i, load_idx);
3138                                 if (load > max_cpu_load)
3139                                         max_cpu_load = load;
3140                                 if (min_cpu_load > load)
3141                                         min_cpu_load = load;
3142                         }
3143
3144                         avg_load += load;
3145                         sum_nr_running += rq->nr_running;
3146                         sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3147
3148                         sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3149                 }
3150
3151                 /*
3152                  * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3153                  * is eligible for doing load balancing at this and above
3154                  * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3155                  * to do the newly idle load balance.
3156                  */
3157                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3158                     balance_cpu != this_cpu && balance) {
3159                         *balance = 0;
3160                         goto ret;
3161                 }
3162
3163                 total_load += avg_load;
3164                 total_pwr += group->__cpu_power;
3165
3166                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
3167                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
3168                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
3169
3170
3171                 /*
3172                  * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3173                  * than the average weight of two tasks.
3174                  *
3175                  * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3176                  *      might not be a suitable number - should we keep a
3177                  *      normalized nr_running number somewhere that negates
3178                  *      the hierarchy?
3179                  */
3180                 avg_load_per_task = sg_div_cpu_power(group,
3181                                 sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3182
3183                 if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3184                         __group_imb = 1;
3185
3186                 group_capacity = group->__cpu_power / SCHED_LOAD_SCALE;
3187
3188                 if (local_group) {
3189                         this_load = avg_load;
3190                         this = group;
3191                         this_nr_running = sum_nr_running;
3192                         this_load_per_task = sum_weighted_load;
3193                 } else if (avg_load > max_load &&
3194                            (sum_nr_running > group_capacity || __group_imb)) {
3195                         max_load = avg_load;
3196                         busiest = group;
3197                         busiest_nr_running = sum_nr_running;
3198                         busiest_load_per_task = sum_weighted_load;
3199                         group_imb = __group_imb;
3200                 }
3201
3202 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3203                 /*
3204                  * Busy processors will not participate in power savings
3205                  * balance.
3206                  */
3207                 if (idle == CPU_NOT_IDLE ||
3208                                 !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3209                         goto group_next;
3210
3211                 /*
3212                  * If the local group is idle or completely loaded
3213                  * no need to do power savings balance at this domain
3214                  */
3215                 if (local_group && (this_nr_running >= group_capacity ||
3216                                     !this_nr_running))
3217                         power_savings_balance = 0;
3218
3219                 /*
3220                  * If a group is already running at full capacity or idle,
3221                  * don't include that group in power savings calculations
3222                  */
3223                 if (!power_savings_balance || sum_nr_running >= group_capacity
3224                     || !sum_nr_running)
3225                         goto group_next;
3226
3227                 /*
3228                  * Calculate the group which has the least non-idle load.
3229                  * This is the group from where we need to pick up the load
3230                  * for saving power
3231                  */
3232                 if ((sum_nr_running < min_nr_running) ||
3233                     (sum_nr_running == min_nr_running &&
3234                      first_cpu(group->cpumask) <
3235                      first_cpu(group_min->cpumask))) {
3236                         group_min = group;
3237                         min_nr_running = sum_nr_running;
3238                         min_load_per_task = sum_weighted_load /
3239                                                 sum_nr_running;
3240                 }
3241
3242                 /*
3243                  * Calculate the group which is almost near its
3244                  * capacity but still has some space to pick up some load
3245                  * from other group and save more power
3246                  */
3247                 if (sum_nr_running <= group_capacity - 1) {
3248                         if (sum_nr_running > leader_nr_running ||
3249                             (sum_nr_running == leader_nr_running &&
3250                              first_cpu(group->cpumask) >
3251                               first_cpu(group_leader->cpumask))) {
3252                                 group_leader = group;
3253                                 leader_nr_running = sum_nr_running;
3254                         }
3255                 }
3256 group_next:
3257 #endif
3258                 group = group->next;
3259         } while (group != sd->groups);
3260
3261         if (!busiest || this_load >= max_load || busiest_nr_running == 0)
3262                 goto out_balanced;
3263
3264         avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * total_load) / total_pwr;
3265
3266         if (this_load >= avg_load ||
3267                         100*max_load <= sd->imbalance_pct*this_load)
3268                 goto out_balanced;
3269
3270         busiest_load_per_task /= busiest_nr_running;
3271         if (group_imb)
3272                 busiest_load_per_task = min(busiest_load_per_task, avg_load);
3273
3274         /*
3275          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
3276          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
3277          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
3278          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
3279          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
3280          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
3281          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
3282          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
3283          * appear as very large values with unsigned longs.
3284          */
3285         if (max_load <= busiest_load_per_task)
3286                 goto out_balanced;
3287
3288         /*
3289          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3290          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3291          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3292          */
3293         if (max_load < avg_load) {
3294                 *imbalance = 0;
3295                 goto small_imbalance;
3296         }
3297
3298         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3299         max_pull = min(max_load - avg_load, max_load - busiest_load_per_task);
3300
3301         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3302         *imbalance = min(max_pull * busiest->__cpu_power,
3303                                 (avg_load - this_load) * this->__cpu_power)
3304                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3305
3306         /*
3307          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3308          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3309          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3310          * moved
3311          */
3312         if (*imbalance < busiest_load_per_task) {
3313                 unsigned long tmp, pwr_now, pwr_move;
3314                 unsigned int imbn;
3315
3316 small_imbalance:
3317                 pwr_move = pwr_now = 0;
3318                 imbn = 2;
3319                 if (this_nr_running) {
3320                         this_load_per_task /= this_nr_running;
3321                         if (busiest_load_per_task > this_load_per_task)
3322                                 imbn = 1;
3323                 } else
3324                         this_load_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3325
3326                 if (max_load - this_load + 2*busiest_load_per_task >=
3327                                         busiest_load_per_task * imbn) {
3328                         *imbalance = busiest_load_per_task;
3329                         return busiest;
3330                 }
3331
3332                 /*
3333                  * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3334                  * however we may be able to increase total CPU power used by
3335                  * moving them.
3336                  */
3337
3338                 pwr_now += busiest->__cpu_power *
3339                                 min(busiest_load_per_task, max_load);
3340                 pwr_now += this->__cpu_power *
3341                                 min(this_load_per_task, this_load);
3342                 pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3343
3344                 /* Amount of load we'd subtract */
3345                 tmp = sg_div_cpu_power(busiest,
3346                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3347                 if (max_load > tmp)
3348                         pwr_move += busiest->__cpu_power *
3349                                 min(busiest_load_per_task, max_load - tmp);
3350
3351                 /* Amount of load we'd add */
3352                 if (max_load * busiest->__cpu_power <
3353                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3354                         tmp = sg_div_cpu_power(this,
3355                                         max_load * busiest->__cpu_power);
3356                 else
3357                         tmp = sg_div_cpu_power(this,
3358                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3359                 pwr_move += this->__cpu_power *
3360                                 min(this_load_per_task, this_load + tmp);
3361                 pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3362
3363                 /* Move if we gain throughput */
3364                 if (pwr_move > pwr_now)
3365                         *imbalance = busiest_load_per_task;
3366         }
3367
3368         return busiest;
3369
3370 out_balanced:
3371 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3372         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3373                 goto ret;
3374
3375         if (this == group_leader && group_leader != group_min) {
3376                 *imbalance = min_load_per_task;
3377                 return group_min;
3378         }
3379 #endif
3380 ret:
3381         *imbalance = 0;
3382         return NULL;
3383 }
3384
3385 /*
3386  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
3387  */
3388 static struct rq *
3389 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
3390                    unsigned long imbalance, const cpumask_t *cpus)
3391 {
3392         struct rq *busiest = NULL, *rq;
3393         unsigned long max_load = 0;
3394         int i;
3395
3396         for_each_cpu_mask_nr(i, group->cpumask) {
3397                 unsigned long wl;
3398
3399                 if (!cpu_isset(i, *cpus))
3400                         continue;
3401
3402                 rq = cpu_rq(i);
3403                 wl = weighted_cpuload(i);
3404
3405                 if (rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
3406                         continue;
3407
3408                 if (wl > max_load) {
3409                         max_load = wl;
3410                         busiest = rq;
3411                 }
3412         }
3413
3414         return busiest;
3415 }
3416
3417 /*
3418  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
3419  * so long as it is large enough.
3420  */
3421 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
3422
3423 /*
3424  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3425  * tasks if there is an imbalance.
3426  */
3427 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
3428                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3429                         int *balance, cpumask_t *cpus)
3430 {
3431         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
3432         struct sched_group *group;
3433         unsigned long imbalance;
3434         struct rq *busiest;
3435         unsigned long flags;
3436
3437         cpus_setall(*cpus);
3438
3439         /*
3440          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3441          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3442          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
3443          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3444          */
3445         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3446             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3447                 sd_idle = 1;
3448
3449         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
3450
3451 redo:
3452         update_shares(sd);
3453         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
3454                                    cpus, balance);
3455
3456         if (*balance == 0)
3457                 goto out_balanced;
3458
3459         if (!group) {
3460                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
3461                 goto out_balanced;
3462         }
3463
3464         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
3465         if (!busiest) {
3466                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
3467                 goto out_balanced;
3468         }
3469
3470         BUG_ON(busiest == this_rq);
3471
3472         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
3473
3474         ld_moved = 0;
3475         if (busiest->nr_running > 1) {
3476                 /*
3477                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
3478                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
3479                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
3480                  * correctly treated as an imbalance.
3481                  */
3482                 local_irq_save(flags);
3483                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
3484                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3485                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
3486                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
3487                 local_irq_restore(flags);
3488
3489                 /*
3490                  * some other cpu did the load balance for us.
3491                  */
3492                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
3493                         resched_cpu(this_cpu);
3494
3495                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
3496                 if (unlikely(all_pinned)) {
3497                         cpu_clear(cpu_of(busiest), *cpus);
3498                         if (!cpus_empty(*cpus))
3499                                 goto redo;
3500                         goto out_balanced;
3501                 }
3502         }
3503
3504         if (!ld_moved) {
3505                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
3506                 sd->nr_balance_failed++;
3507
3508                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
3509
3510                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
3511
3512                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
3513                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
3514                          */
3515                         if (!cpu_isset(this_cpu, busiest->curr->cpus_allowed)) {
3516                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3517                                 all_pinned = 1;
3518                                 goto out_one_pinned;
3519                         }
3520
3521                         if (!busiest->active_balance) {
3522                                 busiest->active_balance = 1;
3523                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
3524                                 active_balance = 1;
3525                         }
3526                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3527                         if (active_balance)
3528                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
3529
3530                         /*
3531                          * We've kicked active balancing, reset the failure
3532                          * counter.
3533                          */
3534                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
3535                 }
3536         } else
3537                 sd->nr_balance_failed = 0;
3538
3539         if (likely(!active_balance)) {
3540                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
3541                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
3542         } else {
3543                 /*
3544                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
3545                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
3546                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3547                  * move_tasks).
3548                  */
3549                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3550                         sd->balance_interval *= 2;
3551         }
3552
3553         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3554             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3555                 ld_moved = -1;
3556
3557         goto out;
3558
3559 out_balanced:
3560         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3561
3562         sd->nr_balance_failed = 0;
3563
3564 out_one_pinned:
3565         /* tune up the balancing interval */
3566         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3567                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3568                 sd->balance_interval *= 2;
3569
3570         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3571             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3572                 ld_moved = -1;
3573         else
3574                 ld_moved = 0;
3575 out:
3576         if (ld_moved)
3577                 update_shares(sd);
3578         return ld_moved;
3579 }
3580
3581 /*
3582  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3583  * tasks if there is an imbalance.
3584  *
3585  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
3586  * this_rq is locked.
3587  */
3588 static int
3589 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd,
3590                         cpumask_t *cpus)
3591 {
3592         struct sched_group *group;
3593         struct rq *busiest = NULL;
3594         unsigned long imbalance;
3595         int ld_moved = 0;
3596         int sd_idle = 0;
3597         int all_pinned = 0;
3598
3599         cpus_setall(*cpus);
3600
3601         /*
3602          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3603          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3604          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
3605          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3606          */
3607         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3608             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3609                 sd_idle = 1;
3610
3611         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
3612 redo:
3613         update_shares_locked(this_rq, sd);
3614         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
3615                                    &sd_idle, cpus, NULL);
3616         if (!group) {
3617                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
3618                 goto out_balanced;
3619         }
3620
3621         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
3622         if (!busiest) {
3623                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
3624                 goto out_balanced;
3625         }
3626
3627         BUG_ON(busiest == this_rq);
3628
3629         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
3630
3631         ld_moved = 0;
3632         if (busiest->nr_running > 1) {
3633                 /* Attempt to move tasks */
3634                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
3635                 /* this_rq->clock is already updated */
3636                 update_rq_clock(busiest);
3637                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3638                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
3639                                         &all_pinned);
3640                 spin_unlock(&busiest->lock);
3641
3642                 if (unlikely(all_pinned)) {
3643                         cpu_clear(cpu_of(busiest), *cpus);
3644                         if (!cpus_empty(*cpus))
3645                                 goto redo;
3646                 }
3647         }
3648
3649         if (!ld_moved) {
3650                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
3651                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3652                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3653                         return -1;
3654         } else
3655                 sd->nr_balance_failed = 0;
3656
3657         update_shares_locked(this_rq, sd);
3658         return ld_moved;
3659
3660 out_balanced:
3661         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
3662         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3663             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3664                 return -1;
3665         sd->nr_balance_failed = 0;
3666
3667         return 0;
3668 }
3669
3670 /*
3671  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
3672  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
3673  */
3674 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
3675 {
3676         struct sched_domain *sd;
3677         int pulled_task = -1;
3678         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
3679         cpumask_t tmpmask;
3680
3681         for_each_domain(this_cpu, sd) {
3682                 unsigned long interval;
3683
3684                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3685                         continue;
3686
3687                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
3688                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
3689                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
3690                                                            sd, &tmpmask);
3691
3692                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
3693                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
3694                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3695                 if (pulled_task)
3696                         break;
3697         }
3698         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
3699                 /*
3700                  * We are going idle. next_balance may be set based on
3701                  * a busy processor. So reset next_balance.
3702                  */
3703                 this_rq->next_balance = next_balance;
3704         }
3705 }
3706
3707 /*
3708  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
3709  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
3710  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
3711  * logical imbalances.
3712  *
3713  * Called with busiest_rq locked.
3714  */
3715 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
3716 {
3717         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
3718         struct sched_domain *sd;
3719         struct rq *target_rq;
3720
3721         /* Is there any task to move? */
3722         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
3723                 return;
3724
3725         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
3726
3727         /*
3728          * This condition is "impossible", if it occurs
3729          * we need to fix it. Originally reported by
3730          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
3731          */
3732         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
3733
3734         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
3735         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
3736         update_rq_clock(busiest_rq);
3737         update_rq_clock(target_rq);
3738
3739         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
3740         for_each_domain(target_cpu, sd) {
3741                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
3742                     cpu_isset(busiest_cpu, sd->span))
3743                                 break;
3744         }
3745
3746         if (likely(sd)) {
3747                 schedstat_inc(sd, alb_count);
3748
3749                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
3750                                   sd, CPU_IDLE))
3751                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
3752                 else
3753                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
3754         }
3755         spin_unlock(&target_rq->lock);
3756 }
3757
3758 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3759 static struct {
3760         atomic_t load_balancer;
3761         cpumask_t cpu_mask;
3762 } nohz ____cacheline_aligned = {
3763         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
3764         .cpu_mask = CPU_MASK_NONE,
3765 };
3766
3767 /*
3768  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
3769  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
3770  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
3771  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
3772  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
3773  * arrives...
3774  *
3775  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
3776  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
3777  * nohz.cpu_mask..
3778  *
3779  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
3780  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
3781  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
3782  * there is no need for ilb owner.
3783  *
3784  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
3785  * next busy scheduler_tick()
3786  */
3787 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
3788 {
3789         int cpu = smp_processor_id();
3790
3791         if (stop_tick) {
3792                 cpu_set(cpu, nohz.cpu_mask);
3793                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
3794
3795                 /*
3796                  * If we are going offline and still the leader, give up!
3797                  */
3798                 if (!cpu_active(cpu) &&
3799                     atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
3800                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3801                                 BUG();
3802                         return 0;
3803                 }
3804
3805                 /* time for ilb owner also to sleep */
3806                 if (cpus_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
3807                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3808                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3809                         return 0;
3810                 }
3811
3812                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
3813                         /* make me the ilb owner */
3814                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
3815                                 return 1;
3816                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3817                         return 1;
3818         } else {
3819                 if (!cpu_isset(cpu, nohz.cpu_mask))
3820                         return 0;
3821
3822                 cpu_clear(cpu, nohz.cpu_mask);
3823
3824                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3825                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3826                                 BUG();
3827         }
3828         return 0;
3829 }
3830 #endif
3831
3832 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
3833
3834 /*
3835  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
3836  * and initiates a balancing operation if so.
3837  *
3838  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
3839  */
3840 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
3841 {
3842         int balance = 1;
3843         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3844         unsigned long interval;
3845         struct sched_domain *sd;
3846         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
3847         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
3848         int update_next_balance = 0;
3849         int need_serialize;
3850         cpumask_t tmp;
3851
3852         for_each_domain(cpu, sd) {
3853                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3854                         continue;
3855
3856                 interval = sd->balance_interval;
3857                 if (idle != CPU_IDLE)
3858                         interval *= sd->busy_factor;
3859
3860                 /* scale ms to jiffies */
3861                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
3862                 if (unlikely(!interval))
3863                         interval = 1;
3864                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
3865                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
3866
3867                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
3868
3869                 if (need_serialize) {
3870                         if (!spin_trylock(&balancing))
3871                                 goto out;
3872                 }
3873
3874                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
3875                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance, &tmp)) {
3876                                 /*
3877                                  * We've pulled tasks over so either we're no
3878                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
3879                                  * not idle.
3880                                  */
3881                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
3882                         }
3883                         sd->last_balance = jiffies;
3884                 }
3885                 if (need_serialize)
3886                         spin_unlock(&balancing);
3887 out:
3888                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
3889                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3890                         update_next_balance = 1;
3891                 }
3892
3893                 /*
3894                  * Stop the load balance at this level. There is another
3895                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
3896                  * actively.
3897                  */
3898                 if (!balance)
3899                         break;
3900         }
3901
3902         /*
3903          * next_balance will be updated only when there is a need.
3904          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
3905          * updated.
3906          */
3907         if (likely(update_next_balance))
3908                 rq->next_balance = next_balance;
3909 }
3910
3911 /*
3912  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
3913  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
3914  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
3915  */
3916 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
3917 {
3918         int this_cpu = smp_processor_id();
3919         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3920         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
3921                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
3922
3923         rebalance_domains(this_cpu, idle);
3924
3925 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3926         /*
3927          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
3928          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
3929          * stopped.
3930          */
3931         if (this_rq->idle_at_tick &&
3932             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
3933                 cpumask_t cpus = nohz.cpu_mask;
3934                 struct rq *rq;
3935                 int balance_cpu;
3936
3937                 cpu_clear(this_cpu, cpus);
3938                 for_each_cpu_mask_nr(balance_cpu, cpus) {
3939                         /*
3940                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
3941                          * work being done for other cpus. Next load
3942                          * balancing owner will pick it up.
3943                          */
3944                         if (need_resched())
3945                                 break;
3946
3947                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
3948
3949                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
3950                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
3951                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
3952                 }
3953         }
3954 #endif
3955 }
3956
3957 /*
3958  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
3959  *
3960  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
3961  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
3962  * if the whole system is idle.
3963  */
3964 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
3965 {
3966 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3967         /*
3968          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
3969          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
3970          * load balancer.
3971          */
3972         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
3973                 rq->in_nohz_recently = 0;
3974
3975                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
3976                         cpu_clear(cpu, nohz.cpu_mask);
3977                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3978                 }
3979
3980                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
3981                         /*
3982                          * simple selection for now: Nominate the
3983                          * first cpu in the nohz list to be the next
3984                          * ilb owner.
3985                          *
3986                          * TBD: Traverse the sched domains and nominate
3987                          * the nearest cpu in the nohz.cpu_mask.
3988                          */
3989                         int ilb = first_cpu(nohz.cpu_mask);
3990
3991                         if (ilb < nr_cpu_ids)
3992                                 resched_cpu(ilb);
3993                 }
3994         }
3995
3996         /*
3997          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
3998          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
3999          */
4000         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4001             cpus_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4002                 resched_cpu(cpu);
4003                 return;
4004         }
4005
4006         /*
4007          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4008          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4009          */
4010         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4011             cpu_isset(cpu, nohz.cpu_mask))
4012                 return;
4013 #endif
4014         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
4015                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4016 }
4017
4018 #else   /* CONFIG_SMP */
4019
4020 /*
4021  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4022  */
4023 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4024 {
4025 }
4026
4027 #endif
4028
4029 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4030
4031 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4032
4033 /*
4034  * Return p->sum_exec_runtime plus any more ns on the sched_clock
4035  * that have not yet been banked in case the task is currently running.
4036  */
4037 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4038 {
4039         unsigned long flags;
4040         u64 ns, delta_exec;
4041         struct rq *rq;
4042
4043         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4044         ns = p->se.sum_exec_runtime;
4045         if (task_current(rq, p)) {
4046                 update_rq_clock(rq);
4047                 delta_exec = rq->clock - p->se.exec_start;
4048                 if ((s64)delta_exec > 0)
4049                         ns += delta_exec;
4050         }
4051         task_rq_unlock(rq, &flags);
4052
4053         return ns;
4054 }
4055
4056 /*
4057  * Account user cpu time to a process.
4058  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4059  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
4060  */
4061 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
4062 {
4063         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4064         cputime64_t tmp;
4065
4066         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4067
4068         /* Add user time to cpustat. */
4069         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4070         if (TASK_NICE(p) > 0)
4071                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
4072         else
4073                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4074         /* Account for user time used */
4075         acct_update_integrals(p);
4076 }
4077
4078 /*
4079  * Account guest cpu time to a process.
4080  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4081  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
4082  */
4083 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
4084 {
4085         cputime64_t tmp;
4086         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4087
4088         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4089
4090         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4091         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
4092
4093         cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4094         cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
4095 }
4096
4097 /*
4098  * Account scaled user cpu time to a process.
4099  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4100  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
4101  */
4102 void account_user_time_scaled(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
4103 {
4104         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime);
4105 }
4106
4107 /*
4108  * Account system cpu time to a process.
4109  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4110  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
4111  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
4112  */
4113 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
4114                          cputime_t cputime)
4115 {
4116         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4117         struct rq *rq = this_rq();
4118         cputime64_t tmp;
4119
4120         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
4121                 account_guest_time(p, cputime);
4122                 return;
4123         }
4124
4125         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
4126
4127         /* Add system time to cpustat. */
4128         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4129         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
4130                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
4131         else if (softirq_count())
4132                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
4133         else if (p != rq->idle)
4134                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
4135         else if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
4136                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, tmp);
4137         else
4138                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, tmp);
4139         /* Account for system time used */
4140         acct_update_integrals(p);
4141 }
4142
4143 /*
4144  * Account scaled system cpu time to a process.
4145  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4146  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
4147  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
4148  */
4149 void account_system_time_scaled(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
4150 {
4151         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime);
4152 }
4153
4154 /*
4155  * Account for involuntary wait time.
4156  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
4157  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
4158  */
4159 void account_steal_time(struct task_struct *p, cputime_t steal)
4160 {
4161         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4162         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(steal);
4163         struct rq *rq = this_rq();
4164
4165         if (p == rq->idle) {
4166                 p->stime = cputime_add(p->stime, steal);
4167                 if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
4168                         cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, tmp);
4169                 else
4170                         cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, tmp);
4171         } else
4172                 cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, tmp);
4173 }
4174
4175 /*
4176  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
4177  * We call it with interrupts disabled.
4178  *
4179  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
4180  * timeslices.
4181  */
4182 void scheduler_tick(void)
4183 {
4184         int cpu = smp_processor_id();
4185         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4186         struct task_struct *curr = rq->curr;
4187
4188         sched_clock_tick();
4189
4190         spin_lock(&rq->lock);
4191         update_rq_clock(rq);
4192         update_cpu_load(rq);
4193         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4194         spin_unlock(&rq->lock);
4195
4196 #ifdef CONFIG_SMP
4197         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
4198         trigger_load_balance(rq, cpu);
4199 #endif
4200 }
4201
4202 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
4203                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
4204
4205 static inline unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
4206 {
4207         if (in_lock_functions(addr)) {
4208                 addr = CALLER_ADDR2;
4209                 if (in_lock_functions(addr))
4210                         addr = CALLER_ADDR3;
4211         }
4212         return addr;
4213 }
4214
4215 void __kprobes add_preempt_count(int val)
4216 {
4217 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4218         /*
4219          * Underflow?
4220          */
4221         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
4222                 return;
4223 #endif
4224         preempt_count() += val;
4225 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4226         /*
4227          * Spinlock count overflowing soon?
4228          */
4229         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
4230                                 PREEMPT_MASK - 10);
4231 #endif
4232         if (preempt_count() == val)
4233                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4234 }
4235 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
4236
4237 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
4238 {
4239 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4240         /*
4241          * Underflow?
4242          */
4243         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
4244                 return;
4245         /*
4246          * Is the spinlock portion underflowing?
4247          */
4248         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
4249                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
4250                 return;
4251 #endif
4252
4253         if (preempt_count() == val)
4254                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4255         preempt_count() -= val;
4256 }
4257 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
4258
4259 #endif
4260
4261 /*
4262  * Print scheduling while atomic bug:
4263  */
4264 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
4265 {
4266         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
4267
4268         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
4269                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
4270
4271         debug_show_held_locks(prev);
4272         print_modules();
4273         if (irqs_disabled())
4274                 print_irqtrace_events(prev);
4275
4276         if (regs)
4277                 show_regs(regs);
4278         else
4279                 dump_stack();
4280 }
4281
4282 /*
4283  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
4284  */
4285 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
4286 {
4287         /*
4288          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
4289          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
4290          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
4291          */
4292         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
4293                 __schedule_bug(prev);
4294
4295         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
4296
4297         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
4298 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4299         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
4300                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
4301                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
4302         }
4303 #endif
4304 }
4305
4306 /*
4307  * Pick up the highest-prio task:
4308  */
4309 static inline struct task_struct *
4310 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4311 {
4312         const struct sched_class *class;
4313         struct task_struct *p;
4314
4315         /*
4316          * Optimization: we know that if all tasks are in
4317          * the fair class we can call that function directly:
4318          */
4319         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
4320                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
4321                 if (likely(p))
4322                         return p;
4323         }
4324
4325         class = sched_class_highest;
4326         for ( ; ; ) {
4327                 p = class->pick_next_task(rq);
4328                 if (p)
4329                         return p;
4330                 /*
4331                  * Will never be NULL as the idle class always
4332                  * returns a non-NULL p:
4333                  */
4334                 class = class->next;
4335         }
4336 }
4337
4338 /*
4339  * schedule() is the main scheduler function.
4340  */
4341 asmlinkage void __sched schedule(void)
4342 {
4343         struct task_struct *prev, *next;
4344         unsigned long *switch_count;
4345         struct rq *rq;
4346         int cpu;
4347
4348 need_resched:
4349         preempt_disable();
4350         cpu = smp_processor_id();
4351         rq = cpu_rq(cpu);
4352         rcu_qsctr_inc(cpu);
4353         prev = rq->curr;
4354         switch_count = &prev->nivcsw;
4355
4356         release_kernel_lock(prev);
4357 need_resched_nonpreemptible:
4358
4359         schedule_debug(prev);
4360
4361         if (sched_feat(HRTICK))
4362                 hrtick_clear(rq);
4363
4364         /*
4365          * Do the rq-clock update outside the rq lock:
4366          */
4367         local_irq_disable();
4368         update_rq_clock(rq);
4369         spin_lock(&rq->lock);
4370         clear_tsk_need_resched(prev);
4371
4372         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
4373                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
4374                         prev->state = TASK_RUNNING;
4375                 else
4376                         deactivate_task(rq, prev, 1);
4377                 switch_count = &prev->nvcsw;
4378         }
4379
4380 #ifdef CONFIG_SMP
4381         if (prev->sched_class->pre_schedule)
4382                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
4383 #endif
4384
4385         if (unlikely(!rq->nr_running))
4386                 idle_balance(cpu, rq);
4387
4388         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
4389         next = pick_next_task(rq, prev);
4390
4391         if (likely(prev != next)) {
4392                 sched_info_switch(prev, next);
4393
4394                 rq->nr_switches++;
4395                 rq->curr = next;
4396                 ++*switch_count;
4397
4398                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
4399                 /*
4400                  * the context switch might have flipped the stack from under
4401                  * us, hence refresh the local variables.
4402                  */
4403                 cpu = smp_processor_id();
4404                 rq = cpu_rq(cpu);
4405         } else
4406                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
4407
4408         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
4409                 goto need_resched_nonpreemptible;
4410
4411         preempt_enable_no_resched();
4412         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)))
4413                 goto need_resched;
4414 }
4415 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4416
4417 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4418 /*
4419  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4420  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
4421  * occur there and call schedule directly.
4422  */
4423 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
4424 {
4425         struct thread_info *ti = current_thread_info();
4426
4427         /*
4428          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4429          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4430          */
4431         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
4432                 return;
4433
4434         do {
4435                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4436                 schedule();
4437                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4438
4439                 /*
4440                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4441                  * between schedule and now.
4442                  */
4443                 barrier();
4444         } while (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)));
4445 }
4446 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4447
4448 /*
4449  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
4450  * off of irq context.
4451  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4452  * protect us against recursive calling from irq.
4453  */
4454 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
4455 {
4456         struct thread_info *ti = current_thread_info();
4457
4458         /* Catch callers which need to be fixed */
4459         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
4460
4461         do {
4462                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4463                 local_irq_enable();
4464                 schedule();
4465                 local_irq_disable();
4466                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4467
4468                 /*
4469                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4470                  * between schedule and now.
4471                  */
4472                 barrier();
4473         } while (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)));
4474 }
4475
4476 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
4477
4478 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int sync,
4479                           void *key)
4480 {
4481         return try_to_wake_up(curr->private, mode, sync);
4482 }
4483 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4484
4485 /*
4486  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
4487  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
4488  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
4489  *
4490  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
4491  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
4492  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
4493  */
4494 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4495                              int nr_exclusive, int sync, void *key)
4496 {
4497         wait_queue_t *curr, *next;
4498
4499         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
4500                 unsigned flags = curr->flags;
4501
4502                 if (curr->func(curr, mode, sync, key) &&
4503                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
4504                         break;
4505         }
4506 }
4507
4508 /**
4509  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
4510  * @q: the waitqueue
4511  * @mode: which threads
4512  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4513  * @key: is directly passed to the wakeup function
4514  */
4515 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4516                         int nr_exclusive, void *key)
4517 {
4518         unsigned long flags;
4519
4520         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4521         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
4522         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4523 }
4524 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
4525
4526 /*
4527  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
4528  */
4529 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
4530 {
4531         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
4532 }
4533
4534 /**
4535  * __wake_up_sync - wake up threads blocked on a waitqueue.
4536  * @q: the waitqueue
4537  * @mode: which threads
4538  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4539  *
4540  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
4541  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
4542  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
4543  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
4544  *
4545  * On UP it can prevent extra preemption.
4546  */
4547 void
4548 __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
4549 {
4550         unsigned long flags;
4551         int sync = 1;
4552
4553         if (unlikely(!q))
4554                 return;
4555
4556         if (unlikely(!nr_exclusive))
4557                 sync = 0;
4558
4559         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4560         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, sync, NULL);
4561         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4562 }
4563 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
4564
4565 void complete(struct completion *x)
4566 {
4567         unsigned long flags;
4568
4569         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4570         x->done++;
4571         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
4572         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4573 }
4574 EXPORT_SYMBOL(complete);
4575
4576 void complete_all(struct completion *x)
4577 {
4578         unsigned long flags;
4579
4580         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
4581         x->done += UINT_MAX/2;
4582         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
4583         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
4584 }
4585 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
4586
4587 static inline long __sched
4588 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
4589 {
4590         if (!x->done) {
4591                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
4592
4593                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
4594                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
4595                 do {
4596                         if ((state == TASK_INTERRUPTIBLE &&
4597                              signal_pending(current)) ||
4598                             (state == TASK_KILLABLE &&
4599                              fatal_signal_pending(current))) {
4600                                 timeout = -ERESTARTSYS;
4601                                 break;
4602                         }
4603                         __set_current_state(state);
4604                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
4605                         timeout = schedule_timeout(timeout);
4606                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
4607                 } while (!x->done && timeout);
4608                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
4609                 if (!x->done)
4610                         return timeout;
4611         }
4612         x->done--;
4613         return timeout ?: 1;
4614 }
4615
4616 static long __sched
4617 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
4618 {
4619         might_sleep();
4620
4621         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
4622         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
4623         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
4624         return timeout;
4625 }
4626
4627 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
4628 {
4629         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4630 }
4631 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
4632
4633 unsigned long __sched
4634 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
4635 {
4636         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
4637 }
4638 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
4639
4640 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
4641 {
4642         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
4643         if (t == -ERESTARTSYS)
4644                 return t;
4645         return 0;
4646 }
4647 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
4648
4649 unsigned long __sched
4650 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
4651                                           unsigned long timeout)
4652 {
4653         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
4654 }
4655 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
4656
4657 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
4658 {
4659         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
4660         if (t == -ERESTARTSYS)
4661                 return t;
4662         return 0;
4663 }
4664 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
4665
4666 static long __sched
4667 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
4668 {
4669         unsigned long flags;
4670         wait_queue_t wait;
4671
4672         init_waitqueue_entry(&wait, current);
4673
4674         __set_current_state(state);
4675
4676         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4677         __add_wait_queue(q, &wait);
4678         spin_unlock(&q->lock);
4679         timeout = schedule_timeout(timeout);
4680         spin_lock_irq(&q->lock);
4681         __remove_wait_queue(q, &wait);
4682         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4683
4684         return timeout;
4685 }
4686
4687 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
4688 {
4689         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
4690 }
4691 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
4692
4693 long __sched
4694 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
4695 {
4696         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
4697 }
4698 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
4699
4700 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
4701 {
4702         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
4703 }
4704 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
4705
4706 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
4707 {
4708         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
4709 }
4710 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
4711
4712 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4713
4714 /*
4715  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4716  * @p: task
4717  * @prio: prio value (kernel-internal form)
4718  *
4719  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4720  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4721  *
4722  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
4723  */
4724 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
4725 {
4726         unsigned long flags;
4727         int oldprio, on_rq, running;
4728         struct rq *rq;
4729         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
4730
4731         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
4732
4733         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4734         update_rq_clock(rq);
4735
4736         oldprio = p->prio;
4737         on_rq = p->se.on_rq;
4738         running = task_current(rq, p);
4739         if (on_rq)
4740                 dequeue_task(rq, p, 0);
4741         if (running)
4742                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
4743
4744         if (rt_prio(prio))
4745                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4746         else
4747                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4748
4749         p->prio = prio;
4750
4751         if (running)
4752                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
4753         if (on_rq) {
4754                 enqueue_task(rq, p, 0);
4755
4756                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
4757         }
4758         task_rq_unlock(rq, &flags);
4759 }
4760
4761 #endif
4762
4763 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4764 {
4765         int old_prio, delta, on_rq;
4766         unsigned long flags;
4767         struct rq *rq;
4768
4769         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
4770                 return;
4771         /*
4772          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4773          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4774          */
4775         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4776         update_rq_clock(rq);
4777         /*
4778          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4779          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4780          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4781          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
4782          */
4783         if (task_has_rt_policy(p)) {
4784                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4785                 goto out_unlock;
4786         }
4787         on_rq = p->se.on_rq;
4788         if (on_rq)
4789                 dequeue_task(rq, p, 0);
4790
4791         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4792         set_load_weight(p);
4793         old_prio = p->prio;
4794         p->prio = effective_prio(p);
4795         delta = p->prio - old_prio;
4796
4797         if (on_rq) {
4798                 enqueue_task(rq, p, 0);
4799                 /*
4800                  * If the task increased its priority or is running and
4801                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4802                  */
4803                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
4804                         resched_task(rq->curr);
4805         }
4806 out_unlock:
4807         task_rq_unlock(rq, &flags);
4808 }
4809 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
4810
4811 /*
4812  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
4813  * @p: task
4814  * @nice: nice value
4815  */
4816 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
4817 {
4818         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
4819         int nice_rlim = 20 - nice;
4820
4821         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
4822                 capable(CAP_SYS_NICE));
4823 }
4824
4825 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
4826
4827 /*
4828  * sys_nice - change the priority of the current process.
4829  * @increment: priority increment
4830  *
4831  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
4832  * does similar things.
4833  */
4834 asmlinkage long sys_nice(int increment)
4835 {
4836         long nice, retval;
4837
4838         /*
4839          * Setpriority might change our priority at the same moment.
4840          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
4841          * and we have a single winner.
4842          */
4843         if (increment < -40)
4844                 increment = -40;
4845         if (increment > 40)
4846                 increment = 40;
4847
4848         nice = PRIO_TO_NICE(current->static_prio) + increment;
4849         if (nice < -20)
4850                 nice = -20;
4851         if (nice > 19)
4852                 nice = 19;
4853
4854         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
4855                 return -EPERM;
4856
4857         retval = security_task_setnice(current, nice);
4858         if (retval)
4859                 return retval;
4860
4861         set_user_nice(current, nice);
4862         return 0;
4863 }
4864
4865 #endif
4866
4867 /**
4868  * task_prio - return the priority value of a given task.
4869  * @p: the task in question.
4870  *
4871  * This is the priority value as seen by users in /proc.
4872  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4873  * around 0, value goes from -16 to +15.
4874  */
4875 int task_prio(const struct task_struct *p)
4876 {
4877         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4878 }
4879
4880 /**
4881  * task_nice - return the nice value of a given task.
4882  * @p: the task in question.
4883  */
4884 int task_nice(const struct task_struct *p)
4885 {
4886         return TASK_NICE(p);
4887 }
4888 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
4889
4890 /**
4891  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
4892  * @cpu: the processor in question.
4893  */
4894 int idle_cpu(int cpu)
4895 {
4896         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
4897 }
4898
4899 /**
4900  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
4901  * @cpu: the processor in question.
4902  */
4903 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4904 {
4905         return cpu_rq(cpu)->idle;
4906 }
4907
4908 /**
4909  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4910  * @pid: the pid in question.
4911  */
4912 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4913 {
4914         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4915 }
4916
4917 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
4918 static void
4919 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
4920 {
4921         BUG_ON(p->se.on_rq);
4922
4923         p->policy = policy;
4924         switch (p->policy) {
4925         case SCHED_NORMAL:
4926         case SCHED_BATCH:
4927         case SCHED_IDLE:
4928                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4929                 break;
4930         case SCHED_FIFO:
4931         case SCHED_RR:
4932                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4933                 break;
4934         }
4935
4936         p->rt_priority = prio;
4937         p->normal_prio = normal_prio(p);
4938         /* we are holding p->pi_lock already */
4939         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
4940         set_load_weight(p);
4941 }
4942
4943 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4944                                 struct sched_param *param, bool user)
4945 {
4946         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
4947         unsigned long flags;
4948         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
4949         struct rq *rq;
4950
4951         /* may grab non-irq protected spin_locks */
4952         BUG_ON(in_interrupt());
4953 recheck:
4954         /* double check policy once rq lock held */
4955         if (policy < 0)
4956                 policy = oldpolicy = p->policy;
4957         else if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
4958                         policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
4959                         policy != SCHED_IDLE)
4960                 return -EINVAL;
4961         /*
4962          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4963          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4964          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4965          */
4966         if (param->sched_priority < 0 ||
4967             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4968             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4969                 return -EINVAL;
4970         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
4971                 return -EINVAL;
4972
4973         /*
4974          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4975          */
4976         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4977                 if (rt_policy(policy)) {
4978                         unsigned long rlim_rtprio;
4979
4980                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
4981                                 return -ESRCH;
4982                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
4983                         unlock_task_sighand(p, &flags);
4984
4985                         /* can't set/change the rt policy */
4986                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4987                                 return -EPERM;
4988
4989                         /* can't increase priority */
4990                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
4991                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
4992                                 return -EPERM;
4993                 }
4994                 /*
4995                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
4996                  * move out of SCHED_IDLE either:
4997                  */
4998                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
4999                         return -EPERM;
5000
5001                 /* can't change other user's priorities */
5002                 if ((current->euid != p->euid) &&
5003                     (current->euid != p->uid))
5004                         return -EPERM;
5005         }
5006
5007 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5008         /*
5009          * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5010          * assigned.
5011          */
5012         if (user
5013             && rt_policy(policy) && task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
5014                 return -EPERM;
5015 #endif
5016
5017         retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
5018         if (retval)
5019                 return retval;
5020         /*
5021          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
5022          * changing the priority of the task:
5023          */
5024         spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5025         /*
5026          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
5027          * runqueue lock must be held.
5028          */
5029         rq = __task_rq_lock(p);
5030         /* recheck policy now with rq lock held */
5031         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5032                 policy = oldpolicy = -1;
5033                 __task_rq_unlock(rq);
5034                 spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5035                 goto recheck;
5036         }
5037         update_rq_clock(rq);
5038         on_rq = p->se.on_rq;
5039         running = task_current(rq, p);
5040         if (on_rq)
5041                 deactivate_task(rq, p, 0);
5042         if (running)
5043                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5044
5045         oldprio = p->prio;
5046         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
5047
5048         if (running)
5049                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5050         if (on_rq) {
5051                 activate_task(rq, p, 0);
5052
5053                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
5054         }
5055         __task_rq_unlock(rq);
5056         spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5057
5058         rt_mutex_adjust_pi(p);
5059
5060         return 0;
5061 }
5062
5063 /**
5064  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5065  * @p: the task in question.
5066  * @policy: new policy.
5067  * @param: structure containing the new RT priority.
5068  *
5069  * NOTE that the task may be already dead.
5070  */
5071 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5072                        struct sched_param *param)
5073 {
5074         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5075 }
5076 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5077
5078 /**
5079  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5080  * @p: the task in question.
5081  * @policy: new policy.
5082  * @param: structure containing the new RT priority.
5083  *
5084  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5085  * current context has permission.  For example, this is needed in
5086  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5087  * but our caller might not have that capability.
5088  */
5089 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5090                                struct sched_param *param)
5091 {
5092         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5093 }
5094
5095 static int
5096 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5097 {
5098         struct sched_param lparam;
5099         struct task_struct *p;
5100         int retval;
5101
5102         if (!param || pid < 0)
5103                 return -EINVAL;
5104         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5105                 return -EFAULT;
5106
5107         rcu_read_lock();
5108         retval = -ESRCH;
5109         p = find_process_by_pid(pid);
5110         if (p != NULL)
5111                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5112         rcu_read_unlock();
5113
5114         return retval;
5115 }
5116
5117 /**
5118  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5119  * @pid: the pid in question.
5120  * @policy: new policy.
5121  * @param: structure containing the new RT priority.
5122  */
5123 asmlinkage long
5124 sys_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5125 {
5126         /* negative values for policy are not valid */
5127         if (policy < 0)
5128                 return -EINVAL;
5129
5130         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5131 }
5132
5133 /**
5134  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5135  * @pid: the pid in question.
5136  * @param: structure containing the new RT priority.
5137  */
5138 asmlinkage long sys_sched_setparam(pid_t pid, struct sched_param __user *param)
5139 {
5140         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
5141 }
5142
5143 /**
5144  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5145  * @pid: the pid in question.
5146  */
5147 asmlinkage long sys_sched_getscheduler(pid_t pid)
5148 {
5149         struct task_struct *p;
5150         int retval;
5151
5152         if (pid < 0)
5153                 return -EINVAL;
5154
5155         retval = -ESRCH;
5156         read_lock(&tasklist_lock);
5157         p = find_process_by_pid(pid);
5158         if (p) {
5159                 retval = security_task_getscheduler(p);
5160                 if (!retval)
5161                         retval = p->policy;
5162         }
5163         read_unlock(&tasklist_lock);
5164         return retval;
5165 }
5166
5167 /**
5168  * sys_sched_getscheduler - get the RT priority of a thread
5169  * @pid: the pid in question.
5170  * @param: structure containing the RT priority.
5171  */
5172 asmlinkage long sys_sched_getparam(pid_t pid, struct sched_param __user *param)
5173 {
5174         struct sched_param lp;
5175         struct task_struct *p;
5176         int retval;
5177
5178         if (!param || pid < 0)
5179                 return -EINVAL;
5180
5181         read_lock(&tasklist_lock);
5182         p = find_process_by_pid(pid);
5183         retval = -ESRCH;
5184         if (!p)
5185                 goto out_unlock;
5186
5187         retval = security_task_getscheduler(p);
5188         if (retval)
5189                 goto out_unlock;
5190
5191         lp.sched_priority = p->rt_priority;
5192         read_unlock(&tasklist_lock);
5193
5194         /*
5195          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5196          */
5197         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5198
5199         return retval;
5200
5201 out_unlock:
5202         read_unlock(&tasklist_lock);
5203         return retval;
5204 }
5205
5206 long sched_setaffinity(pid_t pid, const cpumask_t *in_mask)
5207 {
5208         cpumask_t cpus_allowed;
5209         cpumask_t new_mask = *in_mask;
5210         struct task_struct *p;
5211         int retval;
5212
5213         get_online_cpus();
5214         read_lock(&tasklist_lock);
5215
5216         p = find_process_by_pid(pid);
5217         if (!p) {
5218                 read_unlock(&tasklist_lock);
5219                 put_online_cpus();
5220                 return -ESRCH;
5221         }
5222
5223         /*
5224          * It is not safe to call set_cpus_allowed with the
5225          * tasklist_lock held. We will bump the task_struct's
5226          * usage count and then drop tasklist_lock.
5227          */
5228         get_task_struct(p);
5229         read_unlock(&tasklist_lock);
5230
5231         retval = -EPERM;
5232         if ((current->euid != p->euid) && (current->euid != p->uid) &&
5233                         !capable(CAP_SYS_NICE))
5234                 goto out_unlock;
5235
5236         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
5237         if (retval)
5238                 goto out_unlock;
5239
5240         cpuset_cpus_allowed(p, &cpus_allowed);
5241         cpus_and(new_mask, new_mask, cpus_allowed);
5242  again:
5243         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, &new_mask);
5244
5245         if (!retval) {
5246                 cpuset_cpus_allowed(p, &cpus_allowed);
5247                 if (!cpus_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5248                         /*
5249                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5250                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5251                          * cpuset's cpus_allowed
5252                          */
5253                         new_mask = cpus_allowed;
5254                         goto again;
5255                 }
5256         }
5257 out_unlock:
5258         put_task_struct(p);
5259         put_online_cpus();
5260         return retval;
5261 }
5262
5263 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5264                              cpumask_t *new_mask)
5265 {
5266         if (len < sizeof(cpumask_t)) {
5267                 memset(new_mask, 0, sizeof(cpumask_t));
5268         } else if (len > sizeof(cpumask_t)) {
5269                 len = sizeof(cpumask_t);
5270         }
5271         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5272 }
5273
5274 /**
5275  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
5276  * @pid: pid of the process
5277  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5278  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
5279  */
5280 asmlinkage long sys_sched_setaffinity(pid_t pid, unsigned int len,
5281                                       unsigned long __user *user_mask_ptr)
5282 {
5283         cpumask_t new_mask;
5284         int retval;
5285
5286         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, &new_mask);
5287         if (retval)
5288                 return retval;
5289
5290         return sched_setaffinity(pid, &new_mask);
5291 }
5292
5293 long sched_getaffinity(pid_t pid, cpumask_t *mask)
5294 {
5295         struct task_struct *p;
5296         int retval;
5297
5298         get_online_cpus();
5299         read_lock(&tasklist_lock);
5300
5301         retval = -ESRCH;
5302         p = find_process_by_pid(pid);
5303         if (!p)
5304                 goto out_unlock;
5305
5306         retval = security_task_getscheduler(p);
5307         if (retval)
5308                 goto out_unlock;
5309
5310         cpus_and(*mask, p->cpus_allowed, cpu_online_map);
5311
5312 out_unlock:
5313         read_unlock(&tasklist_lock);
5314         put_online_cpus();
5315
5316         return retval;
5317 }
5318
5319 /**
5320  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
5321  * @pid: pid of the process
5322  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5323  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
5324  */
5325 asmlinkage long sys_sched_getaffinity(pid_t pid, unsigned int len,
5326                                       unsigned long __user *user_mask_ptr)
5327 {
5328         int ret;
5329         cpumask_t mask;
5330
5331         if (len < sizeof(cpumask_t))
5332                 return -EINVAL;
5333
5334         ret = sched_getaffinity(pid, &mask);
5335         if (ret < 0)
5336                 return ret;
5337
5338         if (copy_to_user(user_mask_ptr, &mask, sizeof(cpumask_t)))
5339                 return -EFAULT;
5340
5341         return sizeof(cpumask_t);
5342 }
5343
5344 /**
5345  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5346  *
5347  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5348  * other threads running on this CPU then this function will return.
5349  */
5350 asmlinkage long sys_sched_yield(void)
5351 {
5352         struct rq *rq = this_rq_lock();
5353
5354         schedstat_inc(rq, yld_count);
5355         current->sched_class->yield_task(rq);
5356
5357         /*
5358          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5359          * no need to preempt or enable interrupts:
5360          */
5361         __release(rq->lock);
5362         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
5363         _raw_spin_unlock(&rq->lock);
5364         preempt_enable_no_resched();
5365
5366         schedule();
5367
5368         return 0;
5369 }
5370
5371 static void __cond_resched(void)
5372 {
5373 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK_SLEEP
5374         __might_sleep(__FILE__, __LINE__);
5375 #endif
5376         /*
5377          * The BKS might be reacquired before we have dropped
5378          * PREEMPT_ACTIVE, which could trigger a second
5379          * cond_resched() call.
5380          */
5381         do {
5382                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5383                 schedule();
5384                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5385         } while (need_resched());
5386 }
5387
5388 int __sched _cond_resched(void)
5389 {
5390         if (need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE) &&
5391                                         system_state == SYSTEM_RUNNING) {
5392                 __cond_resched();
5393                 return 1;
5394         }
5395         return 0;
5396 }
5397 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5398
5399 /*
5400  * cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5401  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5402  *
5403  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
5404  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5405  * spin_unlock(), once by hand).
5406  */
5407 int cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5408 {
5409         int resched = need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING;
5410         int ret = 0;
5411
5412         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5413                 spin_unlock(lock);
5414                 if (resched && need_resched())
5415                         __cond_resched();
5416                 else
5417                         cpu_relax();
5418                 ret = 1;
5419                 spin_lock(lock);
5420         }
5421         return ret;
5422 }
5423 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_lock);
5424
5425 int __sched cond_resched_softirq(void)
5426 {
5427         BUG_ON(!in_softirq());
5428
5429         if (need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING) {
5430                 local_bh_enable();
5431                 __cond_resched();
5432                 local_bh_disable();
5433                 return 1;
5434         }
5435         return 0;
5436 }
5437 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_softirq);
5438
5439 /**
5440  * yield - yield the current processor to other threads.
5441  *
5442  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
5443  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
5444  */
5445 void __sched yield(void)
5446 {
5447         set_current_state(TASK_RUNNING);
5448         sys_sched_yield();
5449 }
5450 EXPORT_SYMBOL(yield);
5451
5452 /*
5453  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5454  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5455  *
5456  * But don't do that if it is a deliberate, throttling IO wait (this task
5457  * has set its backing_dev_info: the queue against which it should throttle)
5458  */
5459 void __sched io_schedule(void)
5460 {
5461         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
5462
5463         delayacct_blkio_start();
5464         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5465         schedule();
5466         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5467         delayacct_blkio_end();
5468 }
5469 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5470
5471 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5472 {
5473         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
5474         long ret;
5475
5476         delayacct_blkio_start();
5477         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
5478         ret = schedule_timeout(timeout);
5479         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
5480         delayacct_blkio_end();
5481         return ret;
5482 }
5483
5484 /**
5485  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5486  * @policy: scheduling class.
5487  *
5488  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
5489  * by a given scheduling class.
5490  */
5491 asmlinkage long sys_sched_get_priority_max(int policy)
5492 {
5493         int ret = -EINVAL;
5494
5495         switch (policy) {
5496         case SCHED_FIFO:
5497         case SCHED_RR:
5498                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5499                 break;
5500         case SCHED_NORMAL:
5501         case SCHED_BATCH:
5502         case SCHED_IDLE:
5503                 ret = 0;
5504                 break;
5505         }
5506         return ret;
5507 }
5508
5509 /**
5510  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5511  * @policy: scheduling class.
5512  *
5513  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
5514  * by a given scheduling class.
5515  */
5516 asmlinkage long sys_sched_get_priority_min(int policy)
5517 {
5518         int ret = -EINVAL;
5519
5520         switch (policy) {
5521         case SCHED_FIFO:
5522         case SCHED_RR:
5523                 ret = 1;
5524                 break;
5525         case SCHED_NORMAL:
5526         case SCHED_BATCH:
5527         case SCHED_IDLE:
5528                 ret = 0;
5529         }
5530         return ret;
5531 }
5532
5533 /**
5534  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5535  * @pid: pid of the process.
5536  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5537  *
5538  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5539  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5540  */
5541 asmlinkage
5542 long sys_sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec __user *interval)
5543 {
5544         struct task_struct *p;
5545         unsigned int time_slice;
5546         int retval;
5547         struct timespec t;
5548
5549         if (pid < 0)
5550                 return -EINVAL;
5551
5552         retval = -ESRCH;
5553         read_lock(&tasklist_lock);
5554         p = find_process_by_pid(pid);
5555         if (!p)
5556                 goto out_unlock;
5557
5558         retval = security_task_getscheduler(p);
5559         if (retval)
5560                 goto out_unlock;
5561
5562         /*
5563          * Time slice is 0 for SCHED_FIFO tasks and for SCHED_OTHER
5564          * tasks that are on an otherwise idle runqueue:
5565          */
5566         time_slice = 0;
5567         if (p->policy == SCHED_RR) {
5568                 time_slice = DEF_TIMESLICE;
5569         } else if (p->policy != SCHED_FIFO) {
5570                 struct sched_entity *se = &p->se;
5571                 unsigned long flags;
5572                 struct rq *rq;
5573
5574                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
5575                 if (rq->cfs.load.weight)
5576                         time_slice = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
5577                 task_rq_unlock(rq, &flags);
5578         }
5579         read_unlock(&tasklist_lock);
5580         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
5581         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
5582         return retval;
5583
5584 out_unlock:
5585         read_unlock(&tasklist_lock);
5586         return retval;
5587 }
5588
5589 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
5590
5591 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5592 {
5593         unsigned long free = 0;
5594         unsigned state;
5595
5596         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
5597         printk(KERN_INFO "%-13.13s %c", p->comm,
5598                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
5599 #if BITS_PER_LONG == 32
5600         if (state == TASK_RUNNING)
5601                 printk(KERN_CONT " running  ");
5602         else
5603                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
5604 #else
5605         if (state == TASK_RUNNING)
5606                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5607         else
5608                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
5609 #endif
5610 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5611         {
5612                 unsigned long *n = end_of_stack(p);
5613                 while (!*n)
5614                         n++;
5615                 free = (unsigned long)n - (unsigned long)end_of_stack(p);
5616         }
5617 #endif
5618         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d\n", free,
5619                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent));
5620
5621         show_stack(p, NULL);
5622 }
5623
5624 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5625 {
5626         struct task_struct *g, *p;
5627
5628 #if BITS_PER_LONG == 32
5629         printk(KERN_INFO
5630                 "  task                PC stack   pid father\n");
5631 #else
5632         printk(KERN_INFO
5633                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5634 #endif
5635         read_lock(&tasklist_lock);
5636         do_each_thread(g, p) {
5637                 /*
5638                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5639                  * console might take alot of time:
5640                  */
5641                 touch_nmi_watchdog();
5642                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
5643                         sched_show_task(p);
5644         } while_each_thread(g, p);
5645
5646         touch_all_softlockup_watchdogs();
5647
5648 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5649         sysrq_sched_debug_show();
5650 #endif
5651         read_unlock(&tasklist_lock);
5652         /*
5653          * Only show locks if all tasks are dumped:
5654          */
5655         if (state_filter == -1)
5656                 debug_show_all_locks();
5657 }
5658
5659 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
5660 {
5661         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5662 }
5663
5664 /**
5665  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5666  * @idle: task in question
5667  * @cpu: cpu the idle task belongs to
5668  *
5669  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5670  * flag, to make booting more robust.
5671  */
5672 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5673 {
5674         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5675         unsigned long flags;
5676
5677         __sched_fork(idle);
5678         idle->se.exec_start = sched_clock();
5679
5680         idle->prio = idle->normal_prio = MAX_PRIO;
5681         idle->cpus_allowed = cpumask_of_cpu(cpu);
5682         __set_task_cpu(idle, cpu);
5683
5684         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
5685         rq->curr = rq->idle = idle;
5686 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
5687         idle->oncpu = 1;
5688 #endif
5689         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
5690
5691         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5692 #if defined(CONFIG_PREEMPT)
5693         task_thread_info(idle)->preempt_count = (idle->lock_depth >= 0);
5694 #else
5695         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
5696 #endif
5697         /*
5698          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5699          */
5700         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5701 }
5702
5703 /*
5704  * In a system that switches off the HZ timer nohz_cpu_mask
5705  * indicates which cpus entered this state. This is used
5706  * in the rcu update to wait only for active cpus. For system
5707  * which do not switch off the HZ timer nohz_cpu_mask should
5708  * always be CPU_MASK_NONE.
5709  */
5710 cpumask_t nohz_cpu_mask = CPU_MASK_NONE;
5711
5712 /*
5713  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
5714  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
5715  * to users decreases. But the relationship is not linear,
5716  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
5717  * number of CPUs.
5718  *
5719  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
5720  */
5721 static inline void sched_init_granularity(void)
5722 {
5723         unsigned int factor = 1 + ilog2(num_online_cpus());
5724         const unsigned long limit = 200000000;
5725
5726         sysctl_sched_min_granularity *= factor;
5727         if (sysctl_sched_min_granularity > limit)
5728                 sysctl_sched_min_granularity = limit;
5729
5730         sysctl_sched_latency *= factor;
5731         if (sysctl_sched_latency > limit)
5732                 sysctl_sched_latency = limit;
5733
5734         sysctl_sched_wakeup_granularity *= factor;
5735 }
5736
5737 #ifdef CONFIG_SMP
5738 /*
5739  * This is how migration works:
5740  *
5741  * 1) we queue a struct migration_req structure in the source CPU's
5742  *    runqueue and wake up that CPU's migration thread.
5743  * 2) we down() the locked semaphore => thread blocks.
5744  * 3) migration thread wakes up (implicitly it forces the migrated
5745  *    thread off the CPU)
5746  * 4) it gets the migration request and checks whether the migrated
5747  *    task is still in the wrong runqueue.
5748  * 5) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
5749  *    it and puts it into the right queue.
5750  * 6) migration thread up()s the semaphore.
5751  * 7) we wake up and the migration is done.
5752  */
5753
5754 /*
5755  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
5756  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
5757  * is removed from the allowed bitmask.
5758  *
5759  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
5760  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
5761  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
5762  */
5763 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const cpumask_t *new_mask)
5764 {
5765         struct migration_req req;
5766         unsigned long flags;
5767         struct rq *rq;
5768         int ret = 0;
5769
5770         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5771         if (!cpus_intersects(*new_mask, cpu_online_map)) {
5772                 ret = -EINVAL;
5773                 goto out;
5774         }
5775
5776         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current &&
5777                      !cpus_equal(p->cpus_allowed, *new_mask))) {
5778                 ret = -EINVAL;
5779                 goto out;
5780         }
5781
5782         if (p->sched_class->set_cpus_allowed)
5783                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
5784         else {
5785                 p->cpus_allowed = *new_mask;
5786                 p->rt.nr_cpus_allowed = cpus_weight(*new_mask);
5787         }
5788
5789         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
5790         if (cpu_isset(task_cpu(p), *new_mask))
5791                 goto out;
5792
5793         if (migrate_task(p, any_online_cpu(*new_mask), &req)) {
5794                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
5795                 task_rq_unlock(rq, &flags);
5796                 wake_up_process(rq->migration_thread);
5797                 wait_for_completion(&req.done);
5798                 tlb_migrate_finish(p->mm);
5799                 return 0;
5800         }
5801 out:
5802         task_rq_unlock(rq, &flags);
5803
5804         return ret;
5805 }
5806 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
5807
5808 /*
5809  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
5810  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
5811  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
5812  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
5813  *
5814  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
5815  * as the task is no longer on this CPU.
5816  *
5817  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
5818  */
5819 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
5820 {
5821         struct rq *rq_dest, *rq_src;
5822         int ret = 0, on_rq;
5823
5824         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
5825                 return ret;
5826
5827         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
5828         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
5829
5830         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
5831         /* Already moved. */
5832         if (task_cpu(p) != src_cpu)
5833                 goto done;
5834         /* Affinity changed (again). */
5835         if (!cpu_isset(dest_cpu, p->cpus_allowed))
5836                 goto fail;
5837
5838         on_rq = p->se.on_rq;
5839         if (on_rq)
5840                 deactivate_task(rq_src, p, 0);
5841
5842         set_task_cpu(p, dest_cpu);
5843         if (on_rq) {
5844                 activate_task(rq_dest, p, 0);
5845                 check_preempt_curr(rq_dest, p);
5846         }
5847 done:
5848         ret = 1;
5849 fail:
5850         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
5851         return ret;
5852 }
5853
5854 /*
5855  * migration_thread - this is a highprio system thread that performs
5856  * thread migration by bumping thread off CPU then 'pushing' onto
5857  * another runqueue.
5858  */
5859 static int migration_thread(void *data)
5860 {
5861         int cpu = (long)data;
5862         struct rq *rq;
5863
5864         rq = cpu_rq(cpu);
5865         BUG_ON(rq->migration_thread != current);
5866
5867         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
5868         while (!kthread_should_stop()) {
5869                 struct migration_req *req;
5870                 struct list_head *head;
5871
5872                 spin_lock_irq(&rq->lock);
5873
5874                 if (cpu_is_offline(cpu)) {
5875                         spin_unlock_irq(&rq->lock);
5876                         goto wait_to_die;
5877                 }
5878
5879                 if (rq->active_balance) {
5880                         active_load_balance(rq, cpu);
5881                         rq->active_balance = 0;
5882                 }
5883
5884                 head = &rq->migration_queue;
5885
5886                 if (list_empty(head)) {
5887                         spin_unlock_irq(&rq->lock);
5888                         schedule();
5889                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
5890                         continue;
5891                 }
5892                 req = list_entry(head->next, struct migration_req, list);
5893                 list_del_init(head->next);
5894
5895                 spin_unlock(&rq->lock);
5896                 __migrate_task(req->task, cpu, req->dest_cpu);
5897                 local_irq_enable();
5898
5899                 complete(&req->done);
5900         }
5901         __set_current_state(TASK_RUNNING);
5902         return 0;
5903
5904 wait_to_die:
5905         /* Wait for kthread_stop */
5906         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
5907         while (!kthread_should_stop()) {
5908                 schedule();
5909                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
5910         }
5911         __set_current_state(TASK_RUNNING);
5912         return 0;
5913 }
5914
5915 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5916
5917 static int __migrate_task_irq(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
5918 {
5919         int ret;
5920
5921         local_irq_disable();
5922         ret = __migrate_task(p, src_cpu, dest_cpu);
5923         local_irq_enable();
5924         return ret;
5925 }
5926
5927 /*
5928  * Figure out where task on dead CPU should go, use force if necessary.
5929  * NOTE: interrupts should be disabled by the caller
5930  */
5931 static void move_task_off_dead_cpu(int dead_cpu, struct task_struct *p)
5932 {
5933         unsigned long flags;
5934         cpumask_t mask;
5935         struct rq *rq;
5936         int dest_cpu;
5937
5938         do {
5939                 /* On same node? */
5940                 mask = node_to_cpumask(cpu_to_node(dead_cpu));
5941                 cpus_and(mask, mask, p->cpus_allowed);
5942                 dest_cpu = any_online_cpu(mask);
5943
5944                 /* On any allowed CPU? */
5945                 if (dest_cpu >= nr_cpu_ids)
5946                         dest_cpu = any_online_cpu(p->cpus_allowed);
5947
5948                 /* No more Mr. Nice Guy. */
5949                 if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
5950                         cpumask_t cpus_allowed;
5951
5952                         cpuset_cpus_allowed_locked(p, &cpus_allowed);
5953                         /*
5954                          * Try to stay on the same cpuset, where the
5955                          * current cpuset may be a subset of all cpus.
5956                          * The cpuset_cpus_allowed_locked() variant of
5957                          * cpuset_cpus_allowed() will not block. It must be
5958                          * called within calls to cpuset_lock/cpuset_unlock.
5959                          */
5960                         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5961                         p->cpus_allowed = cpus_allowed;
5962                         dest_cpu = any_online_cpu(p->cpus_allowed);
5963                         task_rq_unlock(rq, &flags);
5964
5965                         /*
5966                          * Don't tell them about moving exiting tasks or
5967                          * kernel threads (both mm NULL), since they never
5968                          * leave kernel.
5969                          */
5970                         if (p->mm && printk_ratelimit()) {
5971                                 printk(KERN_INFO "process %d (%s) no "
5972                                        "longer affine to cpu%d\n",
5973                                         task_pid_nr(p), p->comm, dead_cpu);
5974                         }
5975                 }
5976         } while (!__migrate_task_irq(p, dead_cpu, dest_cpu));
5977 }
5978
5979 /*
5980  * While a dead CPU has no uninterruptible tasks queued at this point,
5981  * it might still have a nonzero ->nr_uninterruptible counter, because
5982  * for performance reasons the counter is not stricly tracking tasks to
5983  * their home CPUs. So we just add the counter to another CPU's counter,
5984  * to keep the global sum constant after CPU-down:
5985  */
5986 static void migrate_nr_uninterruptible(struct rq *rq_src)
5987 {
5988         struct rq *rq_dest = cpu_rq(any_online_cpu(*CPU_MASK_ALL_PTR));
5989         unsigned long flags;
5990
5991         local_irq_save(flags);
5992         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
5993         rq_dest->nr_uninterruptible += rq_src->nr_uninterruptible;
5994         rq_src->nr_uninterruptible = 0;
5995         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
5996         local_irq_restore(flags);
5997 }
5998
5999 /* Run through task list and migrate tasks from the dead cpu. */
6000 static void migrate_live_tasks(int src_cpu)
6001 {
6002         struct task_struct *p, *t;
6003
6004         read_lock(&tasklist_lock);
6005
6006         do_each_thread(t, p) {
6007                 if (p == current)
6008                         continue;
6009
6010                 if (task_cpu(p) == src_cpu)
6011                         move_task_off_dead_cpu(src_cpu, p);
6012         } while_each_thread(t, p);
6013
6014         read_unlock(&tasklist_lock);
6015 }
6016
6017 /*
6018  * Schedules idle task to be the next runnable task on current CPU.
6019  * It does so by boosting its priority to highest possible.
6020  * Used by CPU offline code.
6021  */
6022 void sched_idle_next(void)
6023 {
6024         int this_cpu = smp_processor_id();
6025         struct rq *rq = cpu_rq(this_cpu);
6026         struct task_struct *p = rq->idle;
6027         unsigned long flags;
6028
6029         /* cpu has to be offline */
6030         BUG_ON(cpu_online(this_cpu));
6031
6032         /*
6033          * Strictly not necessary since rest of the CPUs are stopped by now
6034          * and interrupts disabled on the current cpu.
6035          */
6036         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6037
6038         __setscheduler(rq, p, SCHED_FIFO, MAX_RT_PRIO-1);
6039
6040         update_rq_clock(rq);
6041         activate_task(rq, p, 0);
6042
6043         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6044 }
6045
6046 /*
6047  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
6048  * offline.
6049  */
6050 void idle_task_exit(void)
6051 {
6052         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6053
6054         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6055
6056         if (mm != &init_mm)
6057                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6058         mmdrop(mm);
6059 }
6060
6061 /* called under rq->lock with disabled interrupts */
6062 static void migrate_dead(unsigned int dead_cpu, struct task_struct *p)
6063 {
6064         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
6065
6066         /* Must be exiting, otherwise would be on tasklist. */
6067         BUG_ON(!p->exit_state);
6068
6069         /* Cannot have done final schedule yet: would have vanished. */
6070         BUG_ON(p->state == TASK_DEAD);
6071
6072         get_task_struct(p);
6073
6074         /*
6075          * Drop lock around migration; if someone else moves it,
6076          * that's OK. No task can be added to this CPU, so iteration is
6077          * fine.
6078          */
6079         spin_unlock_irq(&rq->lock);
6080         move_task_off_dead_cpu(dead_cpu, p);
6081         spin_lock_irq(&rq->lock);
6082
6083         put_task_struct(p);
6084 }
6085
6086 /* release_task() removes task from tasklist, so we won't find dead tasks. */
6087 static void migrate_dead_tasks(unsigned int dead_cpu)
6088 {
6089         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
6090         struct task_struct *next;
6091
6092         for ( ; ; ) {
6093                 if (!rq->nr_running)
6094                         break;
6095                 update_rq_clock(rq);
6096                 next = pick_next_task(rq, rq->curr);
6097                 if (!next)
6098                         break;
6099                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6100                 migrate_dead(dead_cpu, next);
6101
6102         }
6103 }
6104 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6105
6106 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
6107
6108 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
6109         {
6110                 .procname       = "sched_domain",
6111                 .mode           = 0555,
6112         },
6113         {0, },
6114 };
6115
6116 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
6117         {
6118                 .ctl_name       = CTL_KERN,
6119                 .procname       = "kernel",
6120                 .mode           = 0555,
6121                 .child          = sd_ctl_dir,
6122         },
6123         {0, },
6124 };
6125
6126 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
6127 {
6128         struct ctl_table *entry =
6129                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
6130
6131         return entry;
6132 }
6133
6134 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
6135 {
6136         struct ctl_table *entry;
6137
6138         /*
6139          * In the intermediate directories, both the child directory and
6140          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
6141          * will always be set. In the lowest directory the names are
6142          * static strings and all have proc handlers.
6143          */
6144         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
6145                 if (entry->child)
6146                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
6147                 if (entry->proc_handler == NULL)
6148                         kfree(entry->procname);
6149         }
6150
6151         kfree(*tablep);
6152         *tablep = NULL;
6153 }
6154
6155 static void
6156 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
6157                 const char *procname, void *data, int maxlen,
6158                 mode_t mode, proc_handler *proc_handler)
6159 {
6160         entry->procname = procname;
6161         entry->data = data;
6162         entry->maxlen = maxlen;
6163         entry->mode = mode;
6164         entry->proc_handler = proc_handler;
6165 }
6166
6167 static struct ctl_table *
6168 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
6169 {
6170         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(12);
6171
6172         if (table == NULL)
6173                 return NULL;
6174
6175         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
6176                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
6177         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
6178                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
6179         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
6180                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6181         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
6182                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6183         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
6184                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6185         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
6186                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6187         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
6188                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6189         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
6190                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6191         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
6192                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6193         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
6194                 &sd->cache_nice_tries,
6195                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6196         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
6197                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
6198         /* &table[11] is terminator */
6199
6200         return table;
6201 }
6202
6203 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
6204 {
6205         struct ctl_table *entry, *table;
6206         struct sched_domain *sd;
6207         int domain_num = 0, i;
6208         char buf[32];
6209
6210         for_each_domain(cpu, sd)
6211                 domain_num++;
6212         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
6213         if (table == NULL)
6214                 return NULL;
6215
6216         i = 0;
6217         for_each_domain(cpu, sd) {
6218                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
6219                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
6220                 entry->mode = 0555;
6221                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
6222                 entry++;
6223                 i++;
6224         }
6225         return table;
6226 }
6227
6228 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
6229 static void register_sched_domain_sysctl(void)
6230 {
6231         int i, cpu_num = num_online_cpus();
6232         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
6233         char buf[32];
6234
6235         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
6236         sd_ctl_dir[0].child = entry;
6237
6238         if (entry == NULL)
6239                 return;
6240
6241         for_each_online_cpu(i) {
6242                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
6243                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
6244                 entry->mode = 0555;
6245                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
6246                 entry++;
6247         }
6248
6249         WARN_ON(sd_sysctl_header);
6250         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
6251 }
6252
6253 /* may be called multiple times per register */
6254 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
6255 {
6256         if (sd_sysctl_header)
6257                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
6258         sd_sysctl_header = NULL;
6259         if (sd_ctl_dir[0].child)
6260                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
6261 }
6262 #else
6263 static void register_sched_domain_sysctl(void)
6264 {
6265 }
6266 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
6267 {
6268 }
6269 #endif
6270
6271 static void set_rq_online(struct rq *rq)
6272 {
6273         if (!rq->online) {
6274                 const struct sched_class *class;
6275
6276                 cpu_set(rq->cpu, rq->rd->online);
6277                 rq->online = 1;
6278
6279                 for_each_class(class) {
6280                         if (class->rq_online)
6281                                 class->rq_online(rq);
6282                 }
6283         }
6284 }
6285
6286 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
6287 {
6288         if (rq->online) {
6289                 const struct sched_class *class;
6290
6291                 for_each_class(class) {
6292                         if (class->rq_offline)
6293                                 class->rq_offline(rq);
6294                 }
6295
6296                 cpu_clear(rq->cpu, rq->rd->online);
6297                 rq->online = 0;
6298         }
6299 }
6300
6301 /*
6302  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
6303  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
6304  */
6305 static int __cpuinit
6306 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
6307 {
6308         struct task_struct *p;
6309         int cpu = (long)hcpu;
6310         unsigned long flags;
6311         struct rq *rq;
6312
6313         switch (action) {
6314
6315         case CPU_UP_PREPARE:
6316         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
6317                 p = kthread_create(migration_thread, hcpu, "migration/%d", cpu);
6318                 if (IS_ERR(p))
6319                         return NOTIFY_BAD;
6320                 kthread_bind(p, cpu);
6321                 /* Must be high prio: stop_machine expects to yield to it. */
6322                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
6323                 __setscheduler(rq, p, SCHED_FIFO, MAX_RT_PRIO-1);
6324                 task_rq_unlock(rq, &flags);
6325                 cpu_rq(cpu)->migration_thread = p;
6326                 break;
6327
6328         case CPU_ONLINE:
6329         case CPU_ONLINE_FROZEN:
6330                 /* Strictly unnecessary, as first user will wake it. */
6331                 wake_up_process(cpu_rq(cpu)->migration_thread);
6332
6333                 /* Update our root-domain */
6334                 rq = cpu_rq(cpu);
6335                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6336                 if (rq->rd) {
6337                         BUG_ON(!cpu_isset(cpu, rq->rd->span));
6338
6339                         set_rq_online(rq);
6340                 }
6341                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6342                 break;
6343
6344 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6345         case CPU_UP_CANCELED:
6346         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
6347                 if (!cpu_rq(cpu)->migration_thread)
6348                         break;
6349                 /* Unbind it from offline cpu so it can run. Fall thru. */
6350                 kthread_bind(cpu_rq(cpu)->migration_thread,
6351                              any_online_cpu(cpu_online_map));
6352                 kthread_stop(cpu_rq(cpu)->migration_thread);
6353                 cpu_rq(cpu)->migration_thread = NULL;
6354                 break;
6355
6356         case CPU_DEAD:
6357         case CPU_DEAD_FROZEN:
6358                 cpuset_lock(); /* around calls to cpuset_cpus_allowed_lock() */
6359                 migrate_live_tasks(cpu);
6360                 rq = cpu_rq(cpu);
6361                 kthread_stop(rq->migration_thread);
6362                 rq->migration_thread = NULL;
6363                 /* Idle task back to normal (off runqueue, low prio) */
6364                 spin_lock_irq(&rq->lock);
6365                 update_rq_clock(rq);
6366                 deactivate_task(rq, rq->idle, 0);
6367                 rq->idle->static_prio = MAX_PRIO;
6368                 __setscheduler(rq, rq->idle, SCHED_NORMAL, 0);
6369                 rq->idle->sched_class = &idle_sched_class;
6370                 migrate_dead_tasks(cpu);
6371                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
6372                 cpuset_unlock();
6373                 migrate_nr_uninterruptible(rq);
6374                 BUG_ON(rq->nr_running != 0);
6375
6376                 /*
6377                  * No need to migrate the tasks: it was best-effort if
6378                  * they didn't take sched_hotcpu_mutex. Just wake up
6379                  * the requestors.
6380                  */
6381                 spin_lock_irq(&rq->lock);
6382                 while (!list_empty(&rq->migration_queue)) {
6383                         struct migration_req *req;
6384
6385                         req = list_entry(rq->migration_queue.next,
6386                                          struct migration_req, list);
6387                         list_del_init(&req->list);
6388                         complete(&req->done);
6389                 }
6390                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
6391                 break;
6392
6393         case CPU_DYING:
6394         case CPU_DYING_FROZEN:
6395                 /* Update our root-domain */
6396                 rq = cpu_rq(cpu);
6397                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6398                 if (rq->rd) {
6399                         BUG_ON(!cpu_isset(cpu, rq->rd->span));
6400                         set_rq_offline(rq);
6401                 }
6402                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6403                 break;
6404 #endif
6405         }
6406         return NOTIFY_OK;
6407 }
6408
6409 /* Register at highest priority so that task migration (migrate_all_tasks)
6410  * happens before everything else.
6411  */
6412 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
6413         .notifier_call = migration_call,
6414         .priority = 10
6415 };
6416
6417 static int __init migration_init(void)
6418 {
6419         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
6420         int err;
6421
6422         /* Start one for the boot CPU: */
6423         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
6424         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
6425         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
6426         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
6427
6428         return err;
6429 }
6430 early_initcall(migration_init);
6431 #endif
6432
6433 #ifdef CONFIG_SMP
6434
6435 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6436
6437 static inline const char *sd_level_to_string(enum sched_domain_level lvl)
6438 {
6439         switch (lvl) {
6440         case SD_LV_NONE:
6441                         return "NONE";
6442         case SD_LV_SIBLING:
6443                         return "SIBLING";
6444         case SD_LV_MC:
6445                         return "MC";
6446         case SD_LV_CPU:
6447                         return "CPU";
6448         case SD_LV_NODE:
6449                         return "NODE";
6450         case SD_LV_ALLNODES:
6451                         return "ALLNODES";
6452         case SD_LV_MAX:
6453                         return "MAX";
6454
6455         }
6456         return "MAX";
6457 }
6458
6459 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
6460                                   cpumask_t *groupmask)
6461 {
6462         struct sched_group *group = sd->groups;
6463         char str[256];
6464
6465         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sd->span);
6466         cpus_clear(*groupmask);
6467
6468         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
6469
6470         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
6471                 printk("does not load-balance\n");
6472                 if (sd->parent)
6473                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
6474                                         " has parent");
6475                 return -1;
6476         }
6477
6478         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n",
6479                 str, sd_level_to_string(sd->level));
6480
6481         if (!cpu_isset(cpu, sd->span)) {
6482                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
6483                                 "CPU%d\n", cpu);
6484         }
6485         if (!cpu_isset(cpu, group->cpumask)) {
6486                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
6487                                 " CPU%d\n", cpu);
6488         }
6489
6490         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
6491         do {
6492                 if (!group) {
6493                         printk("\n");
6494                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
6495                         break;
6496                 }
6497
6498                 if (!group->__cpu_power) {
6499                         printk(KERN_CONT "\n");
6500                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
6501                                         "set\n");
6502                         break;
6503                 }
6504
6505                 if (!cpus_weight(group->cpumask)) {
6506                         printk(KERN_CONT "\n");
6507                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
6508                         break;
6509                 }
6510
6511                 if (cpus_intersects(*groupmask, group->cpumask)) {
6512                         printk(KERN_CONT "\n");
6513                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
6514                         break;
6515                 }
6516
6517                 cpus_or(*groupmask, *groupmask, group->cpumask);
6518
6519                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), group->cpumask);
6520                 printk(KERN_CONT " %s", str);
6521
6522                 group = group->next;
6523         } while (group != sd->groups);
6524         printk(KERN_CONT "\n");
6525
6526         if (!cpus_equal(sd->span, *groupmask))
6527                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
6528
6529         if (sd->parent && !cpus_subset(*groupmask, sd->parent->span))
6530                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
6531                         "of domain->span\n");
6532         return 0;
6533 }
6534
6535 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
6536 {
6537         cpumask_t *groupmask;
6538         int level = 0;
6539
6540         if (!sd) {
6541                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
6542                 return;
6543         }
6544
6545         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
6546
6547         groupmask = kmalloc(sizeof(cpumask_t), GFP_KERNEL);
6548         if (!groupmask) {
6549                 printk(KERN_DEBUG "Cannot load-balance (out of memory)\n");
6550                 return;
6551         }
6552
6553         for (;;) {
6554                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, groupmask))
6555                         break;
6556                 level++;
6557                 sd = sd->parent;
6558                 if (!sd)
6559                         break;
6560         }
6561         kfree(groupmask);
6562 }
6563 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
6564 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
6565 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
6566
6567 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
6568 {
6569         if (cpus_weight(sd->span) == 1)
6570                 return 1;
6571
6572         /* Following flags need at least 2 groups */
6573         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
6574                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
6575                          SD_BALANCE_FORK |
6576                          SD_BALANCE_EXEC |
6577                          SD_SHARE_CPUPOWER |
6578                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
6579                 if (sd->groups != sd->groups->next)
6580                         return 0;
6581         }
6582
6583         /* Following flags don't use groups */
6584         if (sd->flags & (SD_WAKE_IDLE |
6585                          SD_WAKE_AFFINE |
6586                          SD_WAKE_BALANCE))
6587                 return 0;
6588
6589         return 1;
6590 }
6591
6592 static int
6593 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
6594 {
6595         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
6596
6597         if (sd_degenerate(parent))
6598                 return 1;
6599
6600         if (!cpus_equal(sd->span, parent->span))
6601                 return 0;
6602
6603         /* Does parent contain flags not in child? */
6604         /* WAKE_BALANCE is a subset of WAKE_AFFINE */
6605         if (cflags & SD_WAKE_AFFINE)
6606                 pflags &= ~SD_WAKE_BALANCE;
6607         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
6608         if (parent->groups == parent->groups->next) {
6609                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
6610                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
6611                                 SD_BALANCE_FORK |
6612                                 SD_BALANCE_EXEC |
6613                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
6614                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
6615         }
6616         if (~cflags & pflags)
6617                 return 0;
6618
6619         return 1;
6620 }
6621
6622 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
6623 {
6624         unsigned long flags;
6625
6626         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6627
6628         if (rq->rd) {
6629                 struct root_domain *old_rd = rq->rd;
6630
6631                 if (cpu_isset(rq->cpu, old_rd->online))
6632                         set_rq_offline(rq);
6633
6634                 cpu_clear(rq->cpu, old_rd->span);
6635
6636                 if (atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
6637                         kfree(old_rd);
6638         }
6639
6640         atomic_inc(&rd->refcount);
6641         rq->rd = rd;
6642
6643         cpu_set(rq->cpu, rd->span);
6644         if (cpu_isset(rq->cpu, cpu_online_map))
6645                 set_rq_online(rq);
6646
6647         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6648 }
6649
6650 static void init_rootdomain(struct root_domain *rd)
6651 {
6652         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
6653
6654         cpus_clear(rd->span);
6655         cpus_clear(rd->online);
6656
6657         cpupri_init(&rd->cpupri);
6658 }
6659
6660 static void init_defrootdomain(void)
6661 {
6662         init_rootdomain(&def_root_domain);
6663         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
6664 }
6665
6666 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
6667 {
6668         struct root_domain *rd;
6669
6670         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
6671         if (!rd)
6672                 return NULL;
6673
6674         init_rootdomain(rd);
6675
6676         return rd;
6677 }
6678
6679 /*
6680  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
6681  * hold the hotplug lock.
6682  */
6683 static void
6684 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
6685 {
6686         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6687         struct sched_domain *tmp;
6688
6689         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
6690         for (tmp = sd; tmp; tmp = tmp->parent) {
6691                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
6692                 if (!parent)
6693                         break;
6694                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
6695                         tmp->parent = parent->parent;
6696                         if (parent->parent)
6697                                 parent->parent->child = tmp;
6698                 }
6699         }
6700
6701         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
6702                 sd = sd->parent;
6703                 if (sd)
6704                         sd->child = NULL;
6705         }
6706
6707         sched_domain_debug(sd, cpu);
6708
6709         rq_attach_root(rq, rd);
6710         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
6711 }
6712
6713 /* cpus with isolated domains */
6714 static cpumask_t cpu_isolated_map = CPU_MASK_NONE;
6715
6716 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
6717 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
6718 {
6719         static int __initdata ints[NR_CPUS];
6720         int i;
6721
6722         str = get_options(str, ARRAY_SIZE(ints), ints);
6723         cpus_clear(cpu_isolated_map);
6724         for (i = 1; i <= ints[0]; i++)
6725                 if (ints[i] < NR_CPUS)
6726                         cpu_set(ints[i], cpu_isolated_map);
6727         return 1;
6728 }
6729
6730 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
6731
6732 /*
6733  * init_sched_build_groups takes the cpumask we wish to span, and a pointer
6734  * to a function which identifies what group(along with sched group) a CPU
6735  * belongs to. The return value of group_fn must be a >= 0 and < NR_CPUS
6736  * (due to the fact that we keep track of groups covered with a cpumask_t).
6737  *
6738  * init_sched_build_groups will build a circular linked list of the groups
6739  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
6740  * and ->cpu_power to 0.
6741  */
6742 static void
6743 init_sched_build_groups(const cpumask_t *span, const cpumask_t *cpu_map,
6744                         int (*group_fn)(int cpu, const cpumask_t *cpu_map,
6745                                         struct sched_group **sg,
6746                                         cpumask_t *tmpmask),
6747                         cpumask_t *covered, cpumask_t *tmpmask)
6748 {
6749         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
6750         int i;
6751
6752         cpus_clear(*covered);
6753
6754         for_each_cpu_mask_nr(i, *span) {
6755                 struct sched_group *sg;
6756                 int group = group_fn(i, cpu_map, &sg, tmpmask);
6757                 int j;
6758
6759                 if (cpu_isset(i, *covered))
6760                         continue;
6761
6762                 cpus_clear(sg->cpumask);
6763                 sg->__cpu_power = 0;
6764
6765                 for_each_cpu_mask_nr(j, *span) {
6766                         if (group_fn(j, cpu_map, NULL, tmpmask) != group)
6767                                 continue;
6768
6769                         cpu_set(j, *covered);
6770                         cpu_set(j, sg->cpumask);
6771                 }
6772                 if (!first)
6773                         first = sg;
6774                 if (last)
6775                         last->next = sg;
6776                 last = sg;
6777         }
6778         last->next = first;
6779 }
6780
6781 #define SD_NODES_PER_DOMAIN 16
6782
6783 #ifdef CONFIG_NUMA
6784
6785 /**
6786  * find_next_best_node - find the next node to include in a sched_domain
6787  * @node: node whose sched_domain we're building
6788  * @used_nodes: nodes already in the sched_domain
6789  *
6790  * Find the next node to include in a given scheduling domain. Simply
6791  * finds the closest node not already in the @used_nodes map.
6792  *
6793  * Should use nodemask_t.
6794  */
6795 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_nodes)
6796 {
6797         int i, n, val, min_val, best_node = 0;
6798
6799         min_val = INT_MAX;
6800
6801         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
6802                 /* Start at @node */
6803                 n = (node + i) % nr_node_ids;
6