rcu: Add synchronize_sched_expedited() primitive
[linux-2.6.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <linux/smp_lock.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/perf_counter.h>
43 #include <linux/security.h>
44 #include <linux/notifier.h>
45 #include <linux/profile.h>
46 #include <linux/freezer.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/blkdev.h>
49 #include <linux/delay.h>
50 #include <linux/pid_namespace.h>
51 #include <linux/smp.h>
52 #include <linux/threads.h>
53 #include <linux/timer.h>
54 #include <linux/rcupdate.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/cpuset.h>
57 #include <linux/percpu.h>
58 #include <linux/kthread.h>
59 #include <linux/proc_fs.h>
60 #include <linux/seq_file.h>
61 #include <linux/sysctl.h>
62 #include <linux/syscalls.h>
63 #include <linux/times.h>
64 #include <linux/tsacct_kern.h>
65 #include <linux/kprobes.h>
66 #include <linux/delayacct.h>
67 #include <linux/reciprocal_div.h>
68 #include <linux/unistd.h>
69 #include <linux/pagemap.h>
70 #include <linux/hrtimer.h>
71 #include <linux/tick.h>
72 #include <linux/debugfs.h>
73 #include <linux/ctype.h>
74 #include <linux/ftrace.h>
75
76 #include <asm/tlb.h>
77 #include <asm/irq_regs.h>
78
79 #include "sched_cpupri.h"
80
81 #define CREATE_TRACE_POINTS
82 #include <trace/events/sched.h>
83
84 /*
85  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
86  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
87  * and back.
88  */
89 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
90 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
91 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
92
93 /*
94  * 'User priority' is the nice value converted to something we
95  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
96  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
97  */
98 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
99 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
100 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
101
102 /*
103  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
104  */
105 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
106
107 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
108 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
109
110 /*
111  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
112  *
113  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
114  * Timeslices get refilled after they expire.
115  */
116 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
117
118 /*
119  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
120  */
121 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
122
123 #ifdef CONFIG_SMP
124
125 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
126
127 /*
128  * Divide a load by a sched group cpu_power : (load / sg->__cpu_power)
129  * Since cpu_power is a 'constant', we can use a reciprocal divide.
130  */
131 static inline u32 sg_div_cpu_power(const struct sched_group *sg, u32 load)
132 {
133         return reciprocal_divide(load, sg->reciprocal_cpu_power);
134 }
135
136 /*
137  * Each time a sched group cpu_power is changed,
138  * we must compute its reciprocal value
139  */
140 static inline void sg_inc_cpu_power(struct sched_group *sg, u32 val)
141 {
142         sg->__cpu_power += val;
143         sg->reciprocal_cpu_power = reciprocal_value(sg->__cpu_power);
144 }
145 #endif
146
147 static inline int rt_policy(int policy)
148 {
149         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
150                 return 1;
151         return 0;
152 }
153
154 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
155 {
156         return rt_policy(p->policy);
157 }
158
159 /*
160  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
161  */
162 struct rt_prio_array {
163         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
164         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
165 };
166
167 struct rt_bandwidth {
168         /* nests inside the rq lock: */
169         spinlock_t              rt_runtime_lock;
170         ktime_t                 rt_period;
171         u64                     rt_runtime;
172         struct hrtimer          rt_period_timer;
173 };
174
175 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
176
177 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
178
179 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
180 {
181         struct rt_bandwidth *rt_b =
182                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
183         ktime_t now;
184         int overrun;
185         int idle = 0;
186
187         for (;;) {
188                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
189                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
190
191                 if (!overrun)
192                         break;
193
194                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
195         }
196
197         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
198 }
199
200 static
201 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
202 {
203         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
204         rt_b->rt_runtime = runtime;
205
206         spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
207
208         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
209                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
210         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
211 }
212
213 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
214 {
215         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
216 }
217
218 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
219 {
220         ktime_t now;
221
222         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
223                 return;
224
225         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
226                 return;
227
228         spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
229         for (;;) {
230                 unsigned long delta;
231                 ktime_t soft, hard;
232
233                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
234                         break;
235
236                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
237                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
238
239                 soft = hrtimer_get_softexpires(&rt_b->rt_period_timer);
240                 hard = hrtimer_get_expires(&rt_b->rt_period_timer);
241                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
242                 __hrtimer_start_range_ns(&rt_b->rt_period_timer, soft, delta,
243                                 HRTIMER_MODE_ABS_PINNED, 0);
244         }
245         spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
246 }
247
248 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
249 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
250 {
251         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
252 }
253 #endif
254
255 /*
256  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
257  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
258  */
259 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
260
261 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
262
263 #include <linux/cgroup.h>
264
265 struct cfs_rq;
266
267 static LIST_HEAD(task_groups);
268
269 /* task group related information */
270 struct task_group {
271 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
272         struct cgroup_subsys_state css;
273 #endif
274
275 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
276         uid_t uid;
277 #endif
278
279 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
280         /* schedulable entities of this group on each cpu */
281         struct sched_entity **se;
282         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
283         struct cfs_rq **cfs_rq;
284         unsigned long shares;
285 #endif
286
287 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
288         struct sched_rt_entity **rt_se;
289         struct rt_rq **rt_rq;
290
291         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
292 #endif
293
294         struct rcu_head rcu;
295         struct list_head list;
296
297         struct task_group *parent;
298         struct list_head siblings;
299         struct list_head children;
300 };
301
302 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
303
304 /* Helper function to pass uid information to create_sched_user() */
305 void set_tg_uid(struct user_struct *user)
306 {
307         user->tg->uid = user->uid;
308 }
309
310 /*
311  * Root task group.
312  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
313  *      be a child to this group.
314  */
315 struct task_group root_task_group;
316
317 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
318 /* Default task group's sched entity on each cpu */
319 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
320 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
321 static DEFINE_PER_CPU(struct cfs_rq, init_cfs_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
322 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
323
324 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
325 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
326 static DEFINE_PER_CPU(struct rt_rq, init_rt_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
327 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
328 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
329 #define root_task_group init_task_group
330 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
331
332 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
333  * a task group's cpu shares.
334  */
335 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
336
337 #ifdef CONFIG_SMP
338 static int root_task_group_empty(void)
339 {
340         return list_empty(&root_task_group.children);
341 }
342 #endif
343
344 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
345 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
346 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
347 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
348 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
349 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
350
351 /*
352  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
353  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
354  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
355  * too large, so as the shares value of a task group.
356  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
357  *  limitation from this.)
358  */
359 #define MIN_SHARES      2
360 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
361
362 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
363 #endif
364
365 /* Default task group.
366  *      Every task in system belong to this group at bootup.
367  */
368 struct task_group init_task_group;
369
370 /* return group to which a task belongs */
371 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
372 {
373         struct task_group *tg;
374
375 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
376         rcu_read_lock();
377         tg = __task_cred(p)->user->tg;
378         rcu_read_unlock();
379 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
380         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
381                                 struct task_group, css);
382 #else
383         tg = &init_task_group;
384 #endif
385         return tg;
386 }
387
388 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
389 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
390 {
391 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
392         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
393         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
394 #endif
395
396 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
397         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
398         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
399 #endif
400 }
401
402 #else
403
404 #ifdef CONFIG_SMP
405 static int root_task_group_empty(void)
406 {
407         return 1;
408 }
409 #endif
410
411 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
412 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
413 {
414         return NULL;
415 }
416
417 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
418
419 /* CFS-related fields in a runqueue */
420 struct cfs_rq {
421         struct load_weight load;
422         unsigned long nr_running;
423
424         u64 exec_clock;
425         u64 min_vruntime;
426
427         struct rb_root tasks_timeline;
428         struct rb_node *rb_leftmost;
429
430         struct list_head tasks;
431         struct list_head *balance_iterator;
432
433         /*
434          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
435          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
436          */
437         struct sched_entity *curr, *next, *last;
438
439         unsigned int nr_spread_over;
440
441 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
442         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
443
444         /*
445          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
446          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
447          * (like users, containers etc.)
448          *
449          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
450          * list is used during load balance.
451          */
452         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
453         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
454
455 #ifdef CONFIG_SMP
456         /*
457          * the part of load.weight contributed by tasks
458          */
459         unsigned long task_weight;
460
461         /*
462          *   h_load = weight * f(tg)
463          *
464          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
465          * this group.
466          */
467         unsigned long h_load;
468
469         /*
470          * this cpu's part of tg->shares
471          */
472         unsigned long shares;
473
474         /*
475          * load.weight at the time we set shares
476          */
477         unsigned long rq_weight;
478 #endif
479 #endif
480 };
481
482 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
483 struct rt_rq {
484         struct rt_prio_array active;
485         unsigned long rt_nr_running;
486 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
487         struct {
488                 int curr; /* highest queued rt task prio */
489 #ifdef CONFIG_SMP
490                 int next; /* next highest */
491 #endif
492         } highest_prio;
493 #endif
494 #ifdef CONFIG_SMP
495         unsigned long rt_nr_migratory;
496         int overloaded;
497         struct plist_head pushable_tasks;
498 #endif
499         int rt_throttled;
500         u64 rt_time;
501         u64 rt_runtime;
502         /* Nests inside the rq lock: */
503         spinlock_t rt_runtime_lock;
504
505 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
506         unsigned long rt_nr_boosted;
507
508         struct rq *rq;
509         struct list_head leaf_rt_rq_list;
510         struct task_group *tg;
511         struct sched_rt_entity *rt_se;
512 #endif
513 };
514
515 #ifdef CONFIG_SMP
516
517 /*
518  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
519  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
520  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
521  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
522  * object.
523  *
524  */
525 struct root_domain {
526         atomic_t refcount;
527         cpumask_var_t span;
528         cpumask_var_t online;
529
530         /*
531          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
532          * one runnable RT task.
533          */
534         cpumask_var_t rto_mask;
535         atomic_t rto_count;
536 #ifdef CONFIG_SMP
537         struct cpupri cpupri;
538 #endif
539 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
540         /*
541          * Preferred wake up cpu nominated by sched_mc balance that will be
542          * used when most cpus are idle in the system indicating overall very
543          * low system utilisation. Triggered at POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP(2)
544          */
545         unsigned int sched_mc_preferred_wakeup_cpu;
546 #endif
547 };
548
549 /*
550  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
551  * members (mimicking the global state we have today).
552  */
553 static struct root_domain def_root_domain;
554
555 #endif
556
557 /*
558  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
559  *
560  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
561  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
562  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
563  */
564 struct rq {
565         /* runqueue lock: */
566         spinlock_t lock;
567
568         /*
569          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
570          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
571          */
572         unsigned long nr_running;
573         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
574         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
575 #ifdef CONFIG_NO_HZ
576         unsigned long last_tick_seen;
577         unsigned char in_nohz_recently;
578 #endif
579         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
580         struct load_weight load;
581         unsigned long nr_load_updates;
582         u64 nr_switches;
583         u64 nr_migrations_in;
584
585         struct cfs_rq cfs;
586         struct rt_rq rt;
587
588 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
589         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
590         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
591 #endif
592 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
593         struct list_head leaf_rt_rq_list;
594 #endif
595
596         /*
597          * This is part of a global counter where only the total sum
598          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
599          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
600          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
601          */
602         unsigned long nr_uninterruptible;
603
604         struct task_struct *curr, *idle;
605         unsigned long next_balance;
606         struct mm_struct *prev_mm;
607
608         u64 clock;
609
610         atomic_t nr_iowait;
611
612 #ifdef CONFIG_SMP
613         struct root_domain *rd;
614         struct sched_domain *sd;
615
616         unsigned char idle_at_tick;
617         /* For active balancing */
618         int active_balance;
619         int push_cpu;
620         /* cpu of this runqueue: */
621         int cpu;
622         int online;
623
624         unsigned long avg_load_per_task;
625
626         struct task_struct *migration_thread;
627         struct list_head migration_queue;
628 #endif
629
630         /* calc_load related fields */
631         unsigned long calc_load_update;
632         long calc_load_active;
633
634 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
635 #ifdef CONFIG_SMP
636         int hrtick_csd_pending;
637         struct call_single_data hrtick_csd;
638 #endif
639         struct hrtimer hrtick_timer;
640 #endif
641
642 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
643         /* latency stats */
644         struct sched_info rq_sched_info;
645         unsigned long long rq_cpu_time;
646         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
647
648         /* sys_sched_yield() stats */
649         unsigned int yld_count;
650
651         /* schedule() stats */
652         unsigned int sched_switch;
653         unsigned int sched_count;
654         unsigned int sched_goidle;
655
656         /* try_to_wake_up() stats */
657         unsigned int ttwu_count;
658         unsigned int ttwu_local;
659
660         /* BKL stats */
661         unsigned int bkl_count;
662 #endif
663 };
664
665 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
666
667 static inline void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sync)
668 {
669         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, sync);
670 }
671
672 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
673 {
674 #ifdef CONFIG_SMP
675         return rq->cpu;
676 #else
677         return 0;
678 #endif
679 }
680
681 /*
682  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
683  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
684  *
685  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
686  * preempt-disabled sections.
687  */
688 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
689         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
690
691 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
692 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
693 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
694 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
695
696 inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
697 {
698         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
699 }
700
701 /*
702  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
703  */
704 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
705 # define const_debug __read_mostly
706 #else
707 # define const_debug static const
708 #endif
709
710 /**
711  * runqueue_is_locked
712  *
713  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
714  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
715  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
716  */
717 int runqueue_is_locked(void)
718 {
719         int cpu = get_cpu();
720         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
721         int ret;
722
723         ret = spin_is_locked(&rq->lock);
724         put_cpu();
725         return ret;
726 }
727
728 /*
729  * Debugging: various feature bits
730  */
731
732 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
733         __SCHED_FEAT_##name ,
734
735 enum {
736 #include "sched_features.h"
737 };
738
739 #undef SCHED_FEAT
740
741 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
742         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
743
744 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
745 #include "sched_features.h"
746         0;
747
748 #undef SCHED_FEAT
749
750 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
751 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
752         #name ,
753
754 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
755 #include "sched_features.h"
756         NULL
757 };
758
759 #undef SCHED_FEAT
760
761 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
762 {
763         int i;
764
765         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
766                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
767                         seq_puts(m, "NO_");
768                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
769         }
770         seq_puts(m, "\n");
771
772         return 0;
773 }
774
775 static ssize_t
776 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
777                 size_t cnt, loff_t *ppos)
778 {
779         char buf[64];
780         char *cmp = buf;
781         int neg = 0;
782         int i;
783
784         if (cnt > 63)
785                 cnt = 63;
786
787         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
788                 return -EFAULT;
789
790         buf[cnt] = 0;
791
792         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
793                 neg = 1;
794                 cmp += 3;
795         }
796
797         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
798                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
799
800                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
801                         if (neg)
802                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
803                         else
804                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
805                         break;
806                 }
807         }
808
809         if (!sched_feat_names[i])
810                 return -EINVAL;
811
812         filp->f_pos += cnt;
813
814         return cnt;
815 }
816
817 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
818 {
819         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
820 }
821
822 static struct file_operations sched_feat_fops = {
823         .open           = sched_feat_open,
824         .write          = sched_feat_write,
825         .read           = seq_read,
826         .llseek         = seq_lseek,
827         .release        = single_release,
828 };
829
830 static __init int sched_init_debug(void)
831 {
832         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
833                         &sched_feat_fops);
834
835         return 0;
836 }
837 late_initcall(sched_init_debug);
838
839 #endif
840
841 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
842
843 /*
844  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
845  * Limited because this is done with IRQs disabled.
846  */
847 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
848
849 /*
850  * ratelimit for updating the group shares.
851  * default: 0.25ms
852  */
853 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
854
855 /*
856  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
857  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
858  * default: 4
859  */
860 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
861
862 /*
863  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
864  * default: 1s
865  */
866 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
867
868 static __read_mostly int scheduler_running;
869
870 /*
871  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
872  * default: 0.95s
873  */
874 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
875
876 static inline u64 global_rt_period(void)
877 {
878         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
879 }
880
881 static inline u64 global_rt_runtime(void)
882 {
883         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
884                 return RUNTIME_INF;
885
886         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
887 }
888
889 #ifndef prepare_arch_switch
890 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
891 #endif
892 #ifndef finish_arch_switch
893 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
894 #endif
895
896 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
897 {
898         return rq->curr == p;
899 }
900
901 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
902 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
903 {
904         return task_current(rq, p);
905 }
906
907 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
908 {
909 }
910
911 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
912 {
913 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
914         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
915         rq->lock.owner = current;
916 #endif
917         /*
918          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
919          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
920          * prev into current:
921          */
922         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
923
924         spin_unlock_irq(&rq->lock);
925 }
926
927 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
928 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
929 {
930 #ifdef CONFIG_SMP
931         return p->oncpu;
932 #else
933         return task_current(rq, p);
934 #endif
935 }
936
937 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
938 {
939 #ifdef CONFIG_SMP
940         /*
941          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
942          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
943          * here.
944          */
945         next->oncpu = 1;
946 #endif
947 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
948         spin_unlock_irq(&rq->lock);
949 #else
950         spin_unlock(&rq->lock);
951 #endif
952 }
953
954 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
955 {
956 #ifdef CONFIG_SMP
957         /*
958          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
959          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
960          * finished.
961          */
962         smp_wmb();
963         prev->oncpu = 0;
964 #endif
965 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
966         local_irq_enable();
967 #endif
968 }
969 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
970
971 /*
972  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
973  * Must be called interrupts disabled.
974  */
975 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
976         __acquires(rq->lock)
977 {
978         for (;;) {
979                 struct rq *rq = task_rq(p);
980                 spin_lock(&rq->lock);
981                 if (likely(rq == task_rq(p)))
982                         return rq;
983                 spin_unlock(&rq->lock);
984         }
985 }
986
987 /*
988  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
989  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
990  * explicitly disabling preemption.
991  */
992 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
993         __acquires(rq->lock)
994 {
995         struct rq *rq;
996
997         for (;;) {
998                 local_irq_save(*flags);
999                 rq = task_rq(p);
1000                 spin_lock(&rq->lock);
1001                 if (likely(rq == task_rq(p)))
1002                         return rq;
1003                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
1004         }
1005 }
1006
1007 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
1008 {
1009         struct rq *rq = task_rq(p);
1010
1011         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
1012         spin_unlock_wait(&rq->lock);
1013 }
1014
1015 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1016         __releases(rq->lock)
1017 {
1018         spin_unlock(&rq->lock);
1019 }
1020
1021 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
1022         __releases(rq->lock)
1023 {
1024         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
1025 }
1026
1027 /*
1028  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1029  */
1030 static struct rq *this_rq_lock(void)
1031         __acquires(rq->lock)
1032 {
1033         struct rq *rq;
1034
1035         local_irq_disable();
1036         rq = this_rq();
1037         spin_lock(&rq->lock);
1038
1039         return rq;
1040 }
1041
1042 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1043 /*
1044  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1045  *
1046  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1047  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1048  * reschedule event.
1049  *
1050  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1051  * rq->lock.
1052  */
1053
1054 /*
1055  * Use hrtick when:
1056  *  - enabled by features
1057  *  - hrtimer is actually high res
1058  */
1059 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1060 {
1061         if (!sched_feat(HRTICK))
1062                 return 0;
1063         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1064                 return 0;
1065         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1066 }
1067
1068 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1069 {
1070         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1071                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1072 }
1073
1074 /*
1075  * High-resolution timer tick.
1076  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1077  */
1078 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1079 {
1080         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1081
1082         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1083
1084         spin_lock(&rq->lock);
1085         update_rq_clock(rq);
1086         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1087         spin_unlock(&rq->lock);
1088
1089         return HRTIMER_NORESTART;
1090 }
1091
1092 #ifdef CONFIG_SMP
1093 /*
1094  * called from hardirq (IPI) context
1095  */
1096 static void __hrtick_start(void *arg)
1097 {
1098         struct rq *rq = arg;
1099
1100         spin_lock(&rq->lock);
1101         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1102         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1103         spin_unlock(&rq->lock);
1104 }
1105
1106 /*
1107  * Called to set the hrtick timer state.
1108  *
1109  * called with rq->lock held and irqs disabled
1110  */
1111 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1112 {
1113         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1114         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1115
1116         hrtimer_set_expires(timer, time);
1117
1118         if (rq == this_rq()) {
1119                 hrtimer_restart(timer);
1120         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1121                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1122                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1123         }
1124 }
1125
1126 static int
1127 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1128 {
1129         int cpu = (int)(long)hcpu;
1130
1131         switch (action) {
1132         case CPU_UP_CANCELED:
1133         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1134         case CPU_DOWN_PREPARE:
1135         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1136         case CPU_DEAD:
1137         case CPU_DEAD_FROZEN:
1138                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1139                 return NOTIFY_OK;
1140         }
1141
1142         return NOTIFY_DONE;
1143 }
1144
1145 static __init void init_hrtick(void)
1146 {
1147         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1148 }
1149 #else
1150 /*
1151  * Called to set the hrtick timer state.
1152  *
1153  * called with rq->lock held and irqs disabled
1154  */
1155 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1156 {
1157         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1158                         HRTIMER_MODE_REL_PINNED, 0);
1159 }
1160
1161 static inline void init_hrtick(void)
1162 {
1163 }
1164 #endif /* CONFIG_SMP */
1165
1166 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1167 {
1168 #ifdef CONFIG_SMP
1169         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1170
1171         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1172         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1173         rq->hrtick_csd.info = rq;
1174 #endif
1175
1176         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1177         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1178 }
1179 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1180 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1181 {
1182 }
1183
1184 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1185 {
1186 }
1187
1188 static inline void init_hrtick(void)
1189 {
1190 }
1191 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1192
1193 /*
1194  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1195  *
1196  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1197  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1198  * the target CPU.
1199  */
1200 #ifdef CONFIG_SMP
1201
1202 #ifndef tsk_is_polling
1203 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1204 #endif
1205
1206 static void resched_task(struct task_struct *p)
1207 {
1208         int cpu;
1209
1210         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1211
1212         if (test_tsk_need_resched(p))
1213                 return;
1214
1215         set_tsk_need_resched(p);
1216
1217         cpu = task_cpu(p);
1218         if (cpu == smp_processor_id())
1219                 return;
1220
1221         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1222         smp_mb();
1223         if (!tsk_is_polling(p))
1224                 smp_send_reschedule(cpu);
1225 }
1226
1227 static void resched_cpu(int cpu)
1228 {
1229         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1230         unsigned long flags;
1231
1232         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1233                 return;
1234         resched_task(cpu_curr(cpu));
1235         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1236 }
1237
1238 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1239 /*
1240  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1241  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1242  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1243  * idle system the next event might even be infinite time into the
1244  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1245  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1246  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1247  * wheel for the next timer event.
1248  */
1249 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1250 {
1251         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1252
1253         if (cpu == smp_processor_id())
1254                 return;
1255
1256         /*
1257          * This is safe, as this function is called with the timer
1258          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1259          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1260          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1261          * timer into account automatically.
1262          */
1263         if (rq->curr != rq->idle)
1264                 return;
1265
1266         /*
1267          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1268          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1269          * idle task through an additional NOOP schedule()
1270          */
1271         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1272
1273         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1274         smp_mb();
1275         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1276                 smp_send_reschedule(cpu);
1277 }
1278 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1279
1280 #else /* !CONFIG_SMP */
1281 static void resched_task(struct task_struct *p)
1282 {
1283         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1284         set_tsk_need_resched(p);
1285 }
1286 #endif /* CONFIG_SMP */
1287
1288 #if BITS_PER_LONG == 32
1289 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1290 #else
1291 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1292 #endif
1293
1294 #define WMULT_SHIFT     32
1295
1296 /*
1297  * Shift right and round:
1298  */
1299 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1300
1301 /*
1302  * delta *= weight / lw
1303  */
1304 static unsigned long
1305 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1306                 struct load_weight *lw)
1307 {
1308         u64 tmp;
1309
1310         if (!lw->inv_weight) {
1311                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1312                         lw->inv_weight = 1;
1313                 else
1314                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1315                                 / (lw->weight+1);
1316         }
1317
1318         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1319         /*
1320          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1321          */
1322         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1323                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1324                         WMULT_SHIFT/2);
1325         else
1326                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1327
1328         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1329 }
1330
1331 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1332 {
1333         lw->weight += inc;
1334         lw->inv_weight = 0;
1335 }
1336
1337 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1338 {
1339         lw->weight -= dec;
1340         lw->inv_weight = 0;
1341 }
1342
1343 /*
1344  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1345  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1346  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1347  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1348  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1349  * slice expiry etc.
1350  */
1351
1352 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1353 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1354
1355 /*
1356  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1357  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1358  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1359  * that remained on nice 0.
1360  *
1361  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1362  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1363  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1364  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1365  * the relative distance between them is ~25%.)
1366  */
1367 static const int prio_to_weight[40] = {
1368  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1369  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1370  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1371  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1372  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1373  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1374  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1375  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1376 };
1377
1378 /*
1379  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1380  *
1381  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1382  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1383  * into multiplications:
1384  */
1385 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1386  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1387  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1388  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1389  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1390  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1391  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1392  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1393  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1394 };
1395
1396 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1397
1398 /*
1399  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1400  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1401  * structures to the load-balancing proper:
1402  */
1403 struct rq_iterator {
1404         void *arg;
1405         struct task_struct *(*start)(void *);
1406         struct task_struct *(*next)(void *);
1407 };
1408
1409 #ifdef CONFIG_SMP
1410 static unsigned long
1411 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1412               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1413               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1414               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1415
1416 static int
1417 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1418                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1419                    struct rq_iterator *iterator);
1420 #endif
1421
1422 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1423 enum cpuacct_stat_index {
1424         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1425         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1426
1427         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1428 };
1429
1430 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1431 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1432 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1433                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1434 #else
1435 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1436 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1437                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1438 #endif
1439
1440 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1441 {
1442         update_load_add(&rq->load, load);
1443 }
1444
1445 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1446 {
1447         update_load_sub(&rq->load, load);
1448 }
1449
1450 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1451 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1452
1453 /*
1454  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1455  * leaving it for the final time.
1456  */
1457 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1458 {
1459         struct task_group *parent, *child;
1460         int ret;
1461
1462         rcu_read_lock();
1463         parent = &root_task_group;
1464 down:
1465         ret = (*down)(parent, data);
1466         if (ret)
1467                 goto out_unlock;
1468         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1469                 parent = child;
1470                 goto down;
1471
1472 up:
1473                 continue;
1474         }
1475         ret = (*up)(parent, data);
1476         if (ret)
1477                 goto out_unlock;
1478
1479         child = parent;
1480         parent = parent->parent;
1481         if (parent)
1482                 goto up;
1483 out_unlock:
1484         rcu_read_unlock();
1485
1486         return ret;
1487 }
1488
1489 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1490 {
1491         return 0;
1492 }
1493 #endif
1494
1495 #ifdef CONFIG_SMP
1496 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1497 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1498 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1499
1500 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1501 {
1502         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1503         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1504
1505         if (nr_running)
1506                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1507         else
1508                 rq->avg_load_per_task = 0;
1509
1510         return rq->avg_load_per_task;
1511 }
1512
1513 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1514
1515 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1516
1517 /*
1518  * Calculate and set the cpu's group shares.
1519  */
1520 static void
1521 update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1522                         unsigned long sd_shares, unsigned long sd_rq_weight)
1523 {
1524         unsigned long shares;
1525         unsigned long rq_weight;
1526
1527         if (!tg->se[cpu])
1528                 return;
1529
1530         rq_weight = tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight;
1531
1532         /*
1533          *           \Sum shares * rq_weight
1534          * shares =  -----------------------
1535          *               \Sum rq_weight
1536          *
1537          */
1538         shares = (sd_shares * rq_weight) / sd_rq_weight;
1539         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1540
1541         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1542                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1543                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1544                 unsigned long flags;
1545
1546                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1547                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = shares;
1548
1549                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1550                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1551         }
1552 }
1553
1554 /*
1555  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1556  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1557  * parent group depends on the shares of its child groups.
1558  */
1559 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1560 {
1561         unsigned long weight, rq_weight = 0;
1562         unsigned long shares = 0;
1563         struct sched_domain *sd = data;
1564         int i;
1565
1566         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1567                 /*
1568                  * If there are currently no tasks on the cpu pretend there
1569                  * is one of average load so that when a new task gets to
1570                  * run here it will not get delayed by group starvation.
1571                  */
1572                 weight = tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1573                 if (!weight)
1574                         weight = NICE_0_LOAD;
1575
1576                 tg->cfs_rq[i]->rq_weight = weight;
1577                 rq_weight += weight;
1578                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1579         }
1580
1581         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1582                 shares = tg->shares;
1583
1584         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1585                 shares = tg->shares;
1586
1587         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd))
1588                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight);
1589
1590         return 0;
1591 }
1592
1593 /*
1594  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1595  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1596  * group is a fraction of its parents load.
1597  */
1598 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1599 {
1600         unsigned long load;
1601         long cpu = (long)data;
1602
1603         if (!tg->parent) {
1604                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1605         } else {
1606                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1607                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1608                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1609         }
1610
1611         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1612
1613         return 0;
1614 }
1615
1616 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1617 {
1618         u64 now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1619         s64 elapsed = now - sd->last_update;
1620
1621         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1622                 sd->last_update = now;
1623                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1624         }
1625 }
1626
1627 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1628 {
1629         spin_unlock(&rq->lock);
1630         update_shares(sd);
1631         spin_lock(&rq->lock);
1632 }
1633
1634 static void update_h_load(long cpu)
1635 {
1636         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1637 }
1638
1639 #else
1640
1641 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1642 {
1643 }
1644
1645 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1646 {
1647 }
1648
1649 #endif
1650
1651 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1652
1653 /*
1654  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1655  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1656  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1657  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1658  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1659  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1660  */
1661 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1662         __releases(this_rq->lock)
1663         __acquires(busiest->lock)
1664         __acquires(this_rq->lock)
1665 {
1666         spin_unlock(&this_rq->lock);
1667         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1668
1669         return 1;
1670 }
1671
1672 #else
1673 /*
1674  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1675  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1676  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1677  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1678  * regardless of entry order into the function.
1679  */
1680 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1681         __releases(this_rq->lock)
1682         __acquires(busiest->lock)
1683         __acquires(this_rq->lock)
1684 {
1685         int ret = 0;
1686
1687         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
1688                 if (busiest < this_rq) {
1689                         spin_unlock(&this_rq->lock);
1690                         spin_lock(&busiest->lock);
1691                         spin_lock_nested(&this_rq->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1692                         ret = 1;
1693                 } else
1694                         spin_lock_nested(&busiest->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1695         }
1696         return ret;
1697 }
1698
1699 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1700
1701 /*
1702  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1703  */
1704 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1705 {
1706         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1707                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1708                 spin_unlock(&this_rq->lock);
1709                 BUG_ON(1);
1710         }
1711
1712         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1713 }
1714
1715 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1716         __releases(busiest->lock)
1717 {
1718         spin_unlock(&busiest->lock);
1719         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1720 }
1721 #endif
1722
1723 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1724 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1725 {
1726 #ifdef CONFIG_SMP
1727         cfs_rq->shares = shares;
1728 #endif
1729 }
1730 #endif
1731
1732 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq);
1733
1734 #include "sched_stats.h"
1735 #include "sched_idletask.c"
1736 #include "sched_fair.c"
1737 #include "sched_rt.c"
1738 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1739 # include "sched_debug.c"
1740 #endif
1741
1742 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1743 #define for_each_class(class) \
1744    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1745
1746 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1747 {
1748         rq->nr_running++;
1749 }
1750
1751 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1752 {
1753         rq->nr_running--;
1754 }
1755
1756 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1757 {
1758         if (task_has_rt_policy(p)) {
1759                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1760                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1761                 return;
1762         }
1763
1764         /*
1765          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1766          */
1767         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1768                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1769                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1770                 return;
1771         }
1772
1773         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1774         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1775 }
1776
1777 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1778 {
1779         s64 diff = sample - *avg;
1780         *avg += diff >> 3;
1781 }
1782
1783 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1784 {
1785         if (wakeup)
1786                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1787
1788         sched_info_queued(p);
1789         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1790         p->se.on_rq = 1;
1791 }
1792
1793 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1794 {
1795         if (sleep) {
1796                 if (p->se.last_wakeup) {
1797                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1798                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1799                         p->se.last_wakeup = 0;
1800                 } else {
1801                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1802                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1803                 }
1804         }
1805
1806         sched_info_dequeued(p);
1807         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1808         p->se.on_rq = 0;
1809 }
1810
1811 /*
1812  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1813  */
1814 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1815 {
1816         return p->static_prio;
1817 }
1818
1819 /*
1820  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1821  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1822  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1823  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1824  * estimator recalculates.
1825  */
1826 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1827 {
1828         int prio;
1829
1830         if (task_has_rt_policy(p))
1831                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1832         else
1833                 prio = __normal_prio(p);
1834         return prio;
1835 }
1836
1837 /*
1838  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1839  * taken into account by the scheduler. This value might
1840  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1841  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1842  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1843  */
1844 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1845 {
1846         p->normal_prio = normal_prio(p);
1847         /*
1848          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1849          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1850          * to the normal priority:
1851          */
1852         if (!rt_prio(p->prio))
1853                 return p->normal_prio;
1854         return p->prio;
1855 }
1856
1857 /*
1858  * activate_task - move a task to the runqueue.
1859  */
1860 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1861 {
1862         if (task_contributes_to_load(p))
1863                 rq->nr_uninterruptible--;
1864
1865         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1866         inc_nr_running(rq);
1867 }
1868
1869 /*
1870  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1871  */
1872 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1873 {
1874         if (task_contributes_to_load(p))
1875                 rq->nr_uninterruptible++;
1876
1877         dequeue_task(rq, p, sleep);
1878         dec_nr_running(rq);
1879 }
1880
1881 /**
1882  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1883  * @p: the task in question.
1884  */
1885 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1886 {
1887         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1888 }
1889
1890 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1891 {
1892         set_task_rq(p, cpu);
1893 #ifdef CONFIG_SMP
1894         /*
1895          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1896          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1897          * per-task data have been completed by this moment.
1898          */
1899         smp_wmb();
1900         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1901 #endif
1902 }
1903
1904 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1905                                        const struct sched_class *prev_class,
1906                                        int oldprio, int running)
1907 {
1908         if (prev_class != p->sched_class) {
1909                 if (prev_class->switched_from)
1910                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1911                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1912         } else
1913                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1914 }
1915
1916 #ifdef CONFIG_SMP
1917
1918 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1919 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1920 {
1921         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1922 }
1923
1924 /*
1925  * Is this task likely cache-hot:
1926  */
1927 static int
1928 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
1929 {
1930         s64 delta;
1931
1932         /*
1933          * Buddy candidates are cache hot:
1934          */
1935         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) &&
1936                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
1937                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
1938                 return 1;
1939
1940         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
1941                 return 0;
1942
1943         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
1944                 return 1;
1945         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
1946                 return 0;
1947
1948         delta = now - p->se.exec_start;
1949
1950         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
1951 }
1952
1953
1954 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1955 {
1956         int old_cpu = task_cpu(p);
1957         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
1958         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
1959                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
1960         u64 clock_offset;
1961
1962         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
1963
1964         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1965
1966 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1967         if (p->se.wait_start)
1968                 p->se.wait_start -= clock_offset;
1969         if (p->se.sleep_start)
1970                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
1971         if (p->se.block_start)
1972                 p->se.block_start -= clock_offset;
1973 #endif
1974         if (old_cpu != new_cpu) {
1975                 p->se.nr_migrations++;
1976                 new_rq->nr_migrations_in++;
1977 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1978                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
1979                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
1980 #endif
1981                 perf_swcounter_event(PERF_COUNT_SW_CPU_MIGRATIONS,
1982                                      1, 1, NULL, 0);
1983         }
1984         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
1985                                          new_cfsrq->min_vruntime;
1986
1987         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1988 }
1989
1990 struct migration_req {
1991         struct list_head list;
1992
1993         struct task_struct *task;
1994         int dest_cpu;
1995
1996         struct completion done;
1997 };
1998
1999 /*
2000  * The task's runqueue lock must be held.
2001  * Returns true if you have to wait for migration thread.
2002  */
2003 static int
2004 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
2005 {
2006         struct rq *rq = task_rq(p);
2007
2008         /*
2009          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
2010          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
2011          */
2012         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
2013                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
2014                 return 0;
2015         }
2016
2017         init_completion(&req->done);
2018         req->task = p;
2019         req->dest_cpu = dest_cpu;
2020         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2021
2022         return 1;
2023 }
2024
2025 /*
2026  * wait_task_context_switch -   wait for a thread to complete at least one
2027  *                              context switch.
2028  *
2029  * @p must not be current.
2030  */
2031 void wait_task_context_switch(struct task_struct *p)
2032 {
2033         unsigned long nvcsw, nivcsw, flags;
2034         int running;
2035         struct rq *rq;
2036
2037         nvcsw   = p->nvcsw;
2038         nivcsw  = p->nivcsw;
2039         for (;;) {
2040                 /*
2041                  * The runqueue is assigned before the actual context
2042                  * switch. We need to take the runqueue lock.
2043                  *
2044                  * We could check initially without the lock but it is
2045                  * very likely that we need to take the lock in every
2046                  * iteration.
2047                  */
2048                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2049                 running = task_running(rq, p);
2050                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2051
2052                 if (likely(!running))
2053                         break;
2054                 /*
2055                  * The switch count is incremented before the actual
2056                  * context switch. We thus wait for two switches to be
2057                  * sure at least one completed.
2058                  */
2059                 if ((p->nvcsw - nvcsw) > 1)
2060                         break;
2061                 if ((p->nivcsw - nivcsw) > 1)
2062                         break;
2063
2064                 cpu_relax();
2065         }
2066 }
2067
2068 /*
2069  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2070  *
2071  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2072  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2073  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2074  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2075  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2076  * @p has remained unscheduled the whole time.
2077  *
2078  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2079  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2080  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2081  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2082  * waiting to become inactive.
2083  */
2084 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2085 {
2086         unsigned long flags;
2087         int running, on_rq;
2088         unsigned long ncsw;
2089         struct rq *rq;
2090
2091         for (;;) {
2092                 /*
2093                  * We do the initial early heuristics without holding
2094                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2095                  * the runqueue lock when things look like they will
2096                  * work out!
2097                  */
2098                 rq = task_rq(p);
2099
2100                 /*
2101                  * If the task is actively running on another CPU
2102                  * still, just relax and busy-wait without holding
2103                  * any locks.
2104                  *
2105                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2106                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2107                  * But we don't care, since "task_running()" will
2108                  * return false if the runqueue has changed and p
2109                  * is actually now running somewhere else!
2110                  */
2111                 while (task_running(rq, p)) {
2112                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2113                                 return 0;
2114                         cpu_relax();
2115                 }
2116
2117                 /*
2118                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2119                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2120                  * just go back and repeat.
2121                  */
2122                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2123                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2124                 running = task_running(rq, p);
2125                 on_rq = p->se.on_rq;
2126                 ncsw = 0;
2127                 if (!match_state || p->state == match_state)
2128                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2129                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2130
2131                 /*
2132                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2133                  */
2134                 if (unlikely(!ncsw))
2135                         break;
2136
2137                 /*
2138                  * Was it really running after all now that we
2139                  * checked with the proper locks actually held?
2140                  *
2141                  * Oops. Go back and try again..
2142                  */
2143                 if (unlikely(running)) {
2144                         cpu_relax();
2145                         continue;
2146                 }
2147
2148                 /*
2149                  * It's not enough that it's not actively running,
2150                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2151                  * preempted!
2152                  *
2153                  * So if it was still runnable (but just not actively
2154                  * running right now), it's preempted, and we should
2155                  * yield - it could be a while.
2156                  */
2157                 if (unlikely(on_rq)) {
2158                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2159                         continue;
2160                 }
2161
2162                 /*
2163                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2164                  * runnable, which means that it will never become
2165                  * running in the future either. We're all done!
2166                  */
2167                 break;
2168         }
2169
2170         return ncsw;
2171 }
2172
2173 /***
2174  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2175  * @p: the to-be-kicked thread
2176  *
2177  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2178  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2179  *
2180  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2181  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2182  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2183  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2184  * achieved as well.
2185  */
2186 void kick_process(struct task_struct *p)
2187 {
2188         int cpu;
2189
2190         preempt_disable();
2191         cpu = task_cpu(p);
2192         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2193                 smp_send_reschedule(cpu);
2194         preempt_enable();
2195 }
2196 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2197
2198 /*
2199  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2200  * according to the scheduling class and "nice" value.
2201  *
2202  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2203  * balance conservatively.
2204  */
2205 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2206 {
2207         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2208         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2209
2210         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2211                 return total;
2212
2213         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2214 }
2215
2216 /*
2217  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2218  * according to the scheduling class and "nice" value.
2219  */
2220 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2221 {
2222         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2223         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2224
2225         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2226                 return total;
2227
2228         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2229 }
2230
2231 /*
2232  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2233  * domain.
2234  */
2235 static struct sched_group *
2236 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
2237 {
2238         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
2239         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2240         int load_idx = sd->forkexec_idx;
2241         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2242
2243         do {
2244                 unsigned long load, avg_load;
2245                 int local_group;
2246                 int i;
2247
2248                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2249                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2250                                         &p->cpus_allowed))
2251                         continue;
2252
2253                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2254                                                sched_group_cpus(group));
2255
2256                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2257                 avg_load = 0;
2258
2259                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2260                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2261                         if (local_group)
2262                                 load = source_load(i, load_idx);
2263                         else
2264                                 load = target_load(i, load_idx);
2265
2266                         avg_load += load;
2267                 }
2268
2269                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2270                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
2271                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
2272
2273                 if (local_group) {
2274                         this_load = avg_load;
2275                         this = group;
2276                 } else if (avg_load < min_load) {
2277                         min_load = avg_load;
2278                         idlest = group;
2279                 }
2280         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2281
2282         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2283                 return NULL;
2284         return idlest;
2285 }
2286
2287 /*
2288  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2289  */
2290 static int
2291 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
2292 {
2293         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2294         int idlest = -1;
2295         int i;
2296
2297         /* Traverse only the allowed CPUs */
2298         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
2299                 load = weighted_cpuload(i);
2300
2301                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2302                         min_load = load;
2303                         idlest = i;
2304                 }
2305         }
2306
2307         return idlest;
2308 }
2309
2310 /*
2311  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2312  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2313  * SD_BALANCE_EXEC.
2314  *
2315  * Balance, ie. select the least loaded group.
2316  *
2317  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2318  *
2319  * preempt must be disabled.
2320  */
2321 static int sched_balance_self(int cpu, int flag)
2322 {
2323         struct task_struct *t = current;
2324         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
2325
2326         for_each_domain(cpu, tmp) {
2327                 /*
2328                  * If power savings logic is enabled for a domain, stop there.
2329                  */
2330                 if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
2331                         break;
2332                 if (tmp->flags & flag)
2333                         sd = tmp;
2334         }
2335
2336         if (sd)
2337                 update_shares(sd);
2338
2339         while (sd) {
2340                 struct sched_group *group;
2341                 int new_cpu, weight;
2342
2343                 if (!(sd->flags & flag)) {
2344                         sd = sd->child;
2345                         continue;
2346                 }
2347
2348                 group = find_idlest_group(sd, t, cpu);
2349                 if (!group) {
2350                         sd = sd->child;
2351                         continue;
2352                 }
2353
2354                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, t, cpu);
2355                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
2356                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
2357                         sd = sd->child;
2358                         continue;
2359                 }
2360
2361                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
2362                 cpu = new_cpu;
2363                 weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
2364                 sd = NULL;
2365                 for_each_domain(cpu, tmp) {
2366                         if (weight <= cpumask_weight(sched_domain_span(tmp)))
2367                                 break;
2368                         if (tmp->flags & flag)
2369                                 sd = tmp;
2370                 }
2371                 /* while loop will break here if sd == NULL */
2372         }
2373
2374         return cpu;
2375 }
2376
2377 #endif /* CONFIG_SMP */
2378
2379 /**
2380  * task_oncpu_function_call - call a function on the cpu on which a task runs
2381  * @p:          the task to evaluate
2382  * @func:       the function to be called
2383  * @info:       the function call argument
2384  *
2385  * Calls the function @func when the task is currently running. This might
2386  * be on the current CPU, which just calls the function directly
2387  */
2388 void task_oncpu_function_call(struct task_struct *p,
2389                               void (*func) (void *info), void *info)
2390 {
2391         int cpu;
2392
2393         preempt_disable();
2394         cpu = task_cpu(p);
2395         if (task_curr(p))
2396                 smp_call_function_single(cpu, func, info, 1);
2397         preempt_enable();
2398 }
2399
2400 /***
2401  * try_to_wake_up - wake up a thread
2402  * @p: the to-be-woken-up thread
2403  * @state: the mask of task states that can be woken
2404  * @sync: do a synchronous wakeup?
2405  *
2406  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2407  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2408  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2409  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2410  * runnable without the overhead of this.
2411  *
2412  * returns failure only if the task is already active.
2413  */
2414 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int sync)
2415 {
2416         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2417         unsigned long flags;
2418         long old_state;
2419         struct rq *rq;
2420
2421         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2422                 sync = 0;
2423
2424 #ifdef CONFIG_SMP
2425         if (sched_feat(LB_WAKEUP_UPDATE) && !root_task_group_empty()) {
2426                 struct sched_domain *sd;
2427
2428                 this_cpu = raw_smp_processor_id();
2429                 cpu = task_cpu(p);
2430
2431                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2432                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2433                                 update_shares(sd);
2434                                 break;
2435                         }
2436                 }
2437         }
2438 #endif
2439
2440         smp_wmb();
2441         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2442         update_rq_clock(rq);
2443         old_state = p->state;
2444         if (!(old_state & state))
2445                 goto out;
2446
2447         if (p->se.on_rq)
2448                 goto out_running;
2449
2450         cpu = task_cpu(p);
2451         orig_cpu = cpu;
2452         this_cpu = smp_processor_id();
2453
2454 #ifdef CONFIG_SMP
2455         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2456                 goto out_activate;
2457
2458         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sync);
2459         if (cpu != orig_cpu) {
2460                 set_task_cpu(p, cpu);
2461                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2462                 /* might preempt at this point */
2463                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2464                 old_state = p->state;
2465                 if (!(old_state & state))
2466                         goto out;
2467                 if (p->se.on_rq)
2468                         goto out_running;
2469
2470                 this_cpu = smp_processor_id();
2471                 cpu = task_cpu(p);
2472         }
2473
2474 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2475         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2476         if (cpu == this_cpu)
2477                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2478         else {
2479                 struct sched_domain *sd;
2480                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2481                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2482                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2483                                 break;
2484                         }
2485                 }
2486         }
2487 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2488
2489 out_activate:
2490 #endif /* CONFIG_SMP */
2491         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2492         if (sync)
2493                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2494         if (orig_cpu != cpu)
2495                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2496         if (cpu == this_cpu)
2497                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2498         else
2499                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2500         activate_task(rq, p, 1);
2501         success = 1;
2502
2503         /*
2504          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2505          */
2506         if (!in_interrupt()) {
2507                 struct sched_entity *se = &current->se;
2508                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2509
2510                 if (se->last_wakeup)
2511                         sample -= se->last_wakeup;
2512                 else
2513                         sample -= se->start_runtime;
2514                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2515
2516                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2517         }
2518
2519 out_running:
2520         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2521         check_preempt_curr(rq, p, sync);
2522
2523         p->state = TASK_RUNNING;
2524 #ifdef CONFIG_SMP
2525         if (p->sched_class->task_wake_up)
2526                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2527 #endif
2528 out:
2529         task_rq_unlock(rq, &flags);
2530
2531         return success;
2532 }
2533
2534 /**
2535  * wake_up_process - Wake up a specific process
2536  * @p: The process to be woken up.
2537  *
2538  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2539  * processes.  Returns 1 if the process was woken up, 0 if it was already
2540  * running.
2541  *
2542  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
2543  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
2544  */
2545 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2546 {
2547         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2548 }
2549 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2550
2551 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2552 {
2553         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2554 }
2555
2556 /*
2557  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2558  * p is forked by current.
2559  *
2560  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2561  */
2562 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2563 {
2564         p->se.exec_start                = 0;
2565         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2566         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2567         p->se.nr_migrations             = 0;
2568         p->se.last_wakeup               = 0;
2569         p->se.avg_overlap               = 0;
2570         p->se.start_runtime             = 0;
2571         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2572
2573 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2574         p->se.wait_start                = 0;
2575         p->se.sum_sleep_runtime         = 0;
2576         p->se.sleep_start               = 0;
2577         p->se.block_start               = 0;
2578         p->se.sleep_max                 = 0;
2579         p->se.block_max                 = 0;
2580         p->se.exec_max                  = 0;
2581         p->se.slice_max                 = 0;
2582         p->se.wait_max                  = 0;
2583 #endif
2584
2585         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2586         p->se.on_rq = 0;
2587         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2588
2589 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2590         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2591 #endif
2592
2593         /*
2594          * We mark the process as running here, but have not actually
2595          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2596          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2597          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2598          */
2599         p->state = TASK_RUNNING;
2600 }
2601
2602 /*
2603  * fork()/clone()-time setup:
2604  */
2605 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2606 {
2607         int cpu = get_cpu();
2608
2609         __sched_fork(p);
2610
2611 #ifdef CONFIG_SMP
2612         cpu = sched_balance_self(cpu, SD_BALANCE_FORK);
2613 #endif
2614         set_task_cpu(p, cpu);
2615
2616         /*
2617          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child:
2618          */
2619         p->prio = current->normal_prio;
2620         if (!rt_prio(p->prio))
2621                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2622
2623 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2624         if (likely(sched_info_on()))
2625                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2626 #endif
2627 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2628         p->oncpu = 0;
2629 #endif
2630 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2631         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2632         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2633 #endif
2634         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2635
2636         put_cpu();
2637 }
2638
2639 /*
2640  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2641  *
2642  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2643  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2644  * on the runqueue and wakes it.
2645  */
2646 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2647 {
2648         unsigned long flags;
2649         struct rq *rq;
2650
2651         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2652         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2653         update_rq_clock(rq);
2654
2655         p->prio = effective_prio(p);
2656
2657         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2658                 activate_task(rq, p, 0);
2659         } else {
2660                 /*
2661                  * Let the scheduling class do new task startup
2662                  * management (if any):
2663                  */
2664                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2665                 inc_nr_running(rq);
2666         }
2667         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2668         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2669 #ifdef CONFIG_SMP
2670         if (p->sched_class->task_wake_up)
2671                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2672 #endif
2673         task_rq_unlock(rq, &flags);
2674 }
2675
2676 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2677
2678 /**
2679  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2680  * @notifier: notifier struct to register
2681  */
2682 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2683 {
2684         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2685 }
2686 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2687
2688 /**
2689  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2690  * @notifier: notifier struct to unregister
2691  *
2692  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2693  */
2694 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2695 {
2696         hlist_del(&notifier->link);
2697 }
2698 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2699
2700 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2701 {
2702         struct preempt_notifier *notifier;
2703         struct hlist_node *node;
2704
2705         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2706                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2707 }
2708
2709 static void
2710 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2711                                  struct task_struct *next)
2712 {
2713         struct preempt_notifier *notifier;
2714         struct hlist_node *node;
2715
2716         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2717                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2718 }
2719
2720 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2721
2722 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2723 {
2724 }
2725
2726 static void
2727 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2728                                  struct task_struct *next)
2729 {
2730 }
2731
2732 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2733
2734 /**
2735  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2736  * @rq: the runqueue preparing to switch
2737  * @prev: the current task that is being switched out
2738  * @next: the task we are going to switch to.
2739  *
2740  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2741  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2742  * switch.
2743  *
2744  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2745  * hooks.
2746  */
2747 static inline void
2748 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2749                     struct task_struct *next)
2750 {
2751         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2752         prepare_lock_switch(rq, next);
2753         prepare_arch_switch(next);
2754 }
2755
2756 /**
2757  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2758  * @rq: runqueue associated with task-switch
2759  * @prev: the thread we just switched away from.
2760  *
2761  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2762  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2763  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2764  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2765  *
2766  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2767  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2768  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2769  * details.)
2770  */
2771 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2772         __releases(rq->lock)
2773 {
2774         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2775         long prev_state;
2776 #ifdef CONFIG_SMP
2777         int post_schedule = 0;
2778
2779         if (current->sched_class->needs_post_schedule)
2780                 post_schedule = current->sched_class->needs_post_schedule(rq);
2781 #endif
2782
2783         rq->prev_mm = NULL;
2784
2785         /*
2786          * A task struct has one reference for the use as "current".
2787          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2788          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2789          * the scheduled task must drop that reference.
2790          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2791          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2792          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2793          * be dropped twice.
2794          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2795          */
2796         prev_state = prev->state;
2797         finish_arch_switch(prev);
2798         perf_counter_task_sched_in(current, cpu_of(rq));
2799         finish_lock_switch(rq, prev);
2800 #ifdef CONFIG_SMP
2801         if (post_schedule)
2802                 current->sched_class->post_schedule(rq);
2803 #endif
2804
2805         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2806         if (mm)
2807                 mmdrop(mm);
2808         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2809                 /*
2810                  * Remove function-return probe instances associated with this
2811                  * task and put them back on the free list.
2812                  */
2813                 kprobe_flush_task(prev);
2814                 put_task_struct(prev);
2815         }
2816 }
2817
2818 /**
2819  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2820  * @prev: the thread we just switched away from.
2821  */
2822 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2823         __releases(rq->lock)
2824 {
2825         struct rq *rq = this_rq();
2826
2827         finish_task_switch(rq, prev);
2828 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2829         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2830         preempt_enable();
2831 #endif
2832         if (current->set_child_tid)
2833                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2834 }
2835
2836 /*
2837  * context_switch - switch to the new MM and the new
2838  * thread's register state.
2839  */
2840 static inline void
2841 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2842                struct task_struct *next)
2843 {
2844         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2845
2846         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2847         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2848         mm = next->mm;
2849         oldmm = prev->active_mm;
2850         /*
2851          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2852          * combine the page table reload and the switch backend into
2853          * one hypercall.
2854          */
2855         arch_start_context_switch(prev);
2856
2857         if (unlikely(!mm)) {
2858                 next->active_mm = oldmm;
2859                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2860                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2861         } else
2862                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2863
2864         if (unlikely(!prev->mm)) {
2865                 prev->active_mm = NULL;
2866                 rq->prev_mm = oldmm;
2867         }
2868         /*
2869          * Since the runqueue lock will be released by the next
2870          * task (which is an invalid locking op but in the case
2871          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2872          * do an early lockdep release here:
2873          */
2874 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2875         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2876 #endif
2877
2878         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2879         switch_to(prev, next, prev);
2880
2881         barrier();
2882         /*
2883          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2884          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2885          * frame will be invalid.
2886          */
2887         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2888 }
2889
2890 /*
2891  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2892  *
2893  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2894  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2895  * number of context switches performed since bootup.
2896  */
2897 unsigned long nr_running(void)
2898 {
2899         unsigned long i, sum = 0;
2900
2901         for_each_online_cpu(i)
2902                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2903
2904         return sum;
2905 }
2906
2907 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2908 {
2909         unsigned long i, sum = 0;
2910
2911         for_each_possible_cpu(i)
2912                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2913
2914         /*
2915          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2916          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2917          */
2918         if (unlikely((long)sum < 0))
2919                 sum = 0;
2920
2921         return sum;
2922 }
2923
2924 unsigned long long nr_context_switches(void)
2925 {
2926         int i;
2927         unsigned long long sum = 0;
2928
2929         for_each_possible_cpu(i)
2930                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2931
2932         return sum;
2933 }
2934
2935 unsigned long nr_iowait(void)
2936 {
2937         unsigned long i, sum = 0;
2938
2939         for_each_possible_cpu(i)
2940                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2941
2942         return sum;
2943 }
2944
2945 /* Variables and functions for calc_load */
2946 static atomic_long_t calc_load_tasks;
2947 static unsigned long calc_load_update;
2948 unsigned long avenrun[3];
2949 EXPORT_SYMBOL(avenrun);
2950
2951 /**
2952  * get_avenrun - get the load average array
2953  * @loads:      pointer to dest load array
2954  * @offset:     offset to add
2955  * @shift:      shift count to shift the result left
2956  *
2957  * These values are estimates at best, so no need for locking.
2958  */
2959 void get_avenrun(unsigned long *loads, unsigned long offset, int shift)
2960 {
2961         loads[0] = (avenrun[0] + offset) << shift;
2962         loads[1] = (avenrun[1] + offset) << shift;
2963         loads[2] = (avenrun[2] + offset) << shift;
2964 }
2965
2966 static unsigned long
2967 calc_load(unsigned long load, unsigned long exp, unsigned long active)
2968 {
2969         load *= exp;
2970         load += active * (FIXED_1 - exp);
2971         return load >> FSHIFT;
2972 }
2973
2974 /*
2975  * calc_load - update the avenrun load estimates 10 ticks after the
2976  * CPUs have updated calc_load_tasks.
2977  */
2978 void calc_global_load(void)
2979 {
2980         unsigned long upd = calc_load_update + 10;
2981         long active;
2982
2983         if (time_before(jiffies, upd))
2984                 return;
2985
2986         active = atomic_long_read(&calc_load_tasks);
2987         active = active > 0 ? active * FIXED_1 : 0;
2988
2989         avenrun[0] = calc_load(avenrun[0], EXP_1, active);
2990         avenrun[1] = calc_load(avenrun[1], EXP_5, active);
2991         avenrun[2] = calc_load(avenrun[2], EXP_15, active);
2992
2993         calc_load_update += LOAD_FREQ;
2994 }
2995
2996 /*
2997  * Either called from update_cpu_load() or from a cpu going idle
2998  */
2999 static void calc_load_account_active(struct rq *this_rq)
3000 {
3001         long nr_active, delta;
3002
3003         nr_active = this_rq->nr_running;
3004         nr_active += (long) this_rq->nr_uninterruptible;
3005
3006         if (nr_active != this_rq->calc_load_active) {
3007                 delta = nr_active - this_rq->calc_load_active;
3008                 this_rq->calc_load_active = nr_active;
3009                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
3010         }
3011 }
3012
3013 /*
3014  * Externally visible per-cpu scheduler statistics:
3015  * cpu_nr_migrations(cpu) - number of migrations into that cpu
3016  */
3017 u64 cpu_nr_migrations(int cpu)
3018 {
3019         return cpu_rq(cpu)->nr_migrations_in;
3020 }
3021
3022 /*
3023  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
3024  * scheduler tick (TICK_NSEC).
3025  */
3026 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
3027 {
3028         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
3029         int i, scale;
3030
3031         this_rq->nr_load_updates++;
3032
3033         /* Update our load: */
3034         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
3035                 unsigned long old_load, new_load;
3036
3037                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
3038
3039                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
3040                 new_load = this_load;
3041                 /*
3042                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
3043                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
3044                  * example.
3045                  */
3046                 if (new_load > old_load)
3047                         new_load += scale-1;
3048                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
3049         }
3050
3051         if (time_after_eq(jiffies, this_rq->calc_load_update)) {
3052                 this_rq->calc_load_update += LOAD_FREQ;
3053                 calc_load_account_active(this_rq);
3054         }
3055 }
3056
3057 #ifdef CONFIG_SMP
3058
3059 /*
3060  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
3061  *
3062  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
3063  * you need to do so manually before calling.
3064  */
3065 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3066         __acquires(rq1->lock)
3067         __acquires(rq2->lock)
3068 {
3069         BUG_ON(!irqs_disabled());
3070         if (rq1 == rq2) {
3071                 spin_lock(&rq1->lock);
3072                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
3073         } else {
3074                 if (rq1 < rq2) {
3075                         spin_lock(&rq1->lock);
3076                         spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3077                 } else {
3078                         spin_lock(&rq2->lock);
3079                         spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
3080                 }
3081         }
3082         update_rq_clock(rq1);
3083         update_rq_clock(rq2);
3084 }
3085
3086 /*
3087  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
3088  *
3089  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
3090  * you need to do so manually after calling.
3091  */
3092 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
3093         __releases(rq1->lock)
3094         __releases(rq2->lock)
3095 {
3096         spin_unlock(&rq1->lock);
3097         if (rq1 != rq2)
3098                 spin_unlock(&rq2->lock);
3099         else
3100                 __release(rq2->lock);
3101 }
3102
3103 /*
3104  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
3105  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
3106  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
3107  * the cpu_allowed mask is restored.
3108  */
3109 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
3110 {
3111         struct migration_req req;
3112         unsigned long flags;
3113         struct rq *rq;
3114
3115         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3116         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
3117             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
3118                 goto out;
3119
3120         /* force the process onto the specified CPU */
3121         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
3122                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
3123                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
3124
3125                 get_task_struct(mt);
3126                 task_rq_unlock(rq, &flags);
3127                 wake_up_process(mt);
3128                 put_task_struct(mt);
3129                 wait_for_completion(&req.done);
3130
3131                 return;
3132         }
3133 out:
3134         task_rq_unlock(rq, &flags);
3135 }
3136
3137 /*
3138  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3139  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3140  */
3141 void sched_exec(void)
3142 {
3143         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
3144         new_cpu = sched_balance_self(this_cpu, SD_BALANCE_EXEC);
3145         put_cpu();
3146         if (new_cpu != this_cpu)
3147                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
3148 }
3149
3150 /*
3151  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
3152  * Both runqueues must be locked.
3153  */
3154 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
3155                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
3156 {
3157         deactivate_task(src_rq, p, 0);
3158         set_task_cpu(p, this_cpu);
3159         activate_task(this_rq, p, 0);
3160         /*
3161          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
3162          * to be always true for them.
3163          */
3164         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3165 }
3166
3167 /*
3168  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3169  */
3170 static
3171 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3172                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3173                      int *all_pinned)
3174 {
3175         int tsk_cache_hot = 0;
3176         /*
3177          * We do not migrate tasks that are:
3178          * 1) running (obviously), or
3179          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3180          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3181          */
3182         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3183                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3184                 return 0;
3185         }
3186         *all_pinned = 0;
3187
3188         if (task_running(rq, p)) {
3189                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3190                 return 0;
3191         }
3192
3193         /*
3194          * Aggressive migration if:
3195          * 1) task is cache cold, or
3196          * 2) too many balance attempts have failed.
3197          */
3198
3199         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3200         if (!tsk_cache_hot ||
3201                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3202 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3203                 if (tsk_cache_hot) {
3204                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3205                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3206                 }
3207 #endif
3208                 return 1;
3209         }
3210
3211         if (tsk_cache_hot) {
3212                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3213                 return 0;
3214         }
3215         return 1;
3216 }
3217
3218 static unsigned long
3219 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3220               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3221               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3222               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3223 {
3224         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3225         struct task_struct *p;
3226         long rem_load_move = max_load_move;
3227
3228         if (max_load_move == 0)
3229                 goto out;
3230
3231         pinned = 1;
3232
3233         /*
3234          * Start the load-balancing iterator:
3235          */
3236         p = iterator->start(iterator->arg);
3237 next:
3238         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3239                 goto out;
3240
3241         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3242             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3243                 p = iterator->next(iterator->arg);
3244                 goto next;
3245         }
3246
3247         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3248         pulled++;
3249         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3250
3251 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3252         /*
3253          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3254          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3255          * section.
3256          */
3257         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3258                 goto out;
3259 #endif
3260
3261         /*
3262          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3263          */
3264         if (rem_load_move > 0) {
3265                 if (p->prio < *this_best_prio)
3266                         *this_best_prio = p->prio;
3267                 p = iterator->next(iterator->arg);
3268                 goto next;
3269         }
3270 out:
3271         /*
3272          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3273          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3274          * inside pull_task().
3275          */
3276         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3277
3278         if (all_pinned)
3279                 *all_pinned = pinned;
3280
3281         return max_load_move - rem_load_move;
3282 }
3283
3284 /*
3285  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3286  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3287  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3288  *
3289  * Called with both runqueues locked.
3290  */
3291 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3292                       unsigned long max_load_move,
3293                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3294                       int *all_pinned)
3295 {
3296         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3297         unsigned long total_load_moved = 0;
3298         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3299
3300         do {
3301                 total_load_moved +=
3302                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3303                                 max_load_move - total_load_moved,
3304                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3305                 class = class->next;
3306
3307 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3308                 /*
3309                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3310                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3311                  * the critical section.
3312                  */
3313                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3314                         break;
3315 #endif
3316         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3317
3318         return total_load_moved > 0;
3319 }
3320
3321 static int
3322 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3323                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3324                    struct rq_iterator *iterator)
3325 {
3326         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3327         int pinned = 0;
3328
3329         while (p) {
3330                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3331                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3332                         /*
3333                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3334                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3335                          * stats here rather than inside pull_task().
3336                          */
3337                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3338
3339                         return 1;
3340                 }
3341                 p = iterator->next(iterator->arg);
3342         }
3343
3344         return 0;
3345 }
3346
3347 /*
3348  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3349  * part of active balancing operations within "domain".
3350  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3351  *
3352  * Called with both runqueues locked.
3353  */
3354 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3355                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3356 {
3357         const struct sched_class *class;
3358
3359         for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
3360                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3361                         return 1;
3362
3363         return 0;
3364 }
3365 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3366 /*
3367  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3368  *              during load balancing.
3369  */
3370 struct sd_lb_stats {
3371         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3372         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3373         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3374         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3375         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3376
3377         /** Statistics of this group */
3378         unsigned long this_load;
3379         unsigned long this_load_per_task;
3380         unsigned long this_nr_running;
3381
3382         /* Statistics of the busiest group */
3383         unsigned long max_load;
3384         unsigned long busiest_load_per_task;
3385         unsigned long busiest_nr_running;
3386
3387         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3388 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3389         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3390         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3391         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3392         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3393         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3394         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3395 #endif
3396 };
3397
3398 /*
3399  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3400  */
3401 struct sg_lb_stats {
3402         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3403         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3404         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3405         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3406         unsigned long group_capacity;
3407         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3408 };
3409
3410 /**
3411  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3412  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3413  */
3414 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3415 {
3416         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3417 }
3418
3419 /**
3420  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3421  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3422  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3423  */
3424 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3425                                         enum cpu_idle_type idle)
3426 {
3427         int load_idx;
3428
3429         switch (idle) {
3430         case CPU_NOT_IDLE:
3431                 load_idx = sd->busy_idx;
3432                 break;
3433
3434         case CPU_NEWLY_IDLE:
3435                 load_idx = sd->newidle_idx;
3436                 break;
3437         default:
3438                 load_idx = sd->idle_idx;
3439                 break;
3440         }
3441
3442         return load_idx;
3443 }
3444
3445
3446 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3447 /**
3448  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3449  * the given sched_domain, during load balancing.
3450  *
3451  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3452  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3453  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3454  */
3455 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3456         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3457 {
3458         /*
3459          * Busy processors will not participate in power savings
3460          * balance.
3461          */
3462         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3463                 sds->power_savings_balance = 0;
3464         else {
3465                 sds->power_savings_balance = 1;
3466                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3467                 sds->leader_nr_running = 0;
3468         }
3469 }
3470
3471 /**
3472  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3473  * sched_domain while performing load balancing.
3474  *
3475  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3476  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3477  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3478  *              load balancing ?
3479  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3480  */
3481 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3482         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3483 {
3484
3485         if (!sds->power_savings_balance)
3486                 return;
3487
3488         /*
3489          * If the local group is idle or completely loaded
3490          * no need to do power savings balance at this domain
3491          */
3492         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3493                                 !sds->this_nr_running))
3494                 sds->power_savings_balance = 0;
3495
3496         /*
3497          * If a group is already running at full capacity or idle,
3498          * don't include that group in power savings calculations
3499          */
3500         if (!sds->power_savings_balance ||
3501                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3502                 !sgs->sum_nr_running)
3503                 return;
3504
3505         /*
3506          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3507          * This is the group from where we need to pick up the load
3508          * for saving power
3509          */
3510         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3511             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3512              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3513                 sds->group_min = group;
3514                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3515                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3516                                                 sgs->sum_nr_running;
3517         }
3518
3519         /*
3520          * Calculate the group which is almost near its
3521          * capacity but still has some space to pick up some load
3522          * from other group and save more power
3523          */
3524         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity - 1)
3525                 return;
3526
3527         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3528             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3529              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3530                 sds->group_leader = group;
3531                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3532         }
3533 }
3534
3535 /**
3536  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3537  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3538  *      under consideration.
3539  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3540  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3541  *
3542  * Description:
3543  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3544  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3545  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3546  *
3547  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3548  * Else returns 0.
3549  */
3550 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3551                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3552 {
3553         if (!sds->power_savings_balance)
3554                 return 0;
3555
3556         if (sds->this != sds->group_leader ||
3557                         sds->group_leader == sds->group_min)
3558                 return 0;
3559
3560         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3561         sds->busiest = sds->group_min;
3562
3563         if (sched_mc_power_savings >= POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP) {
3564                 cpu_rq(this_cpu)->rd->sched_mc_preferred_wakeup_cpu =
3565                         group_first_cpu(sds->group_leader);
3566         }
3567
3568         return 1;
3569
3570 }
3571 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3572 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3573         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3574 {
3575         return;
3576 }
3577
3578 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3579         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3580 {
3581         return;
3582 }
3583
3584 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3585                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3586 {
3587         return 0;
3588 }
3589 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3590
3591
3592 /**
3593  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3594  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3595  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3596  * @idle: Idle status of this_cpu
3597  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3598  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3599  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3600  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3601  * @balance: Should we balance.
3602  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3603  */
3604 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_group *group, int this_cpu,
3605                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3606                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3607                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3608 {
3609         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3610         int i;
3611         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3612         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3613         unsigned long avg_load_per_task;
3614
3615         if (local_group)
3616                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3617
3618         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3619         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3620         max_cpu_load = 0;
3621         min_cpu_load = ~0UL;
3622
3623         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3624                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3625
3626                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3627                         *sd_idle = 0;
3628
3629                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3630                 if (local_group) {
3631                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3632                                 first_idle_cpu = 1;
3633                                 balance_cpu = i;
3634                         }
3635
3636                         load = target_load(i, load_idx);
3637                 } else {
3638                         load = source_load(i, load_idx);
3639                         if (load > max_cpu_load)
3640                                 max_cpu_load = load;
3641                         if (min_cpu_load > load)
3642                                 min_cpu_load = load;
3643                 }
3644
3645                 sgs->group_load += load;
3646                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3647                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3648
3649                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3650         }
3651
3652         /*
3653          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3654          * is eligible for doing load balancing at this and above
3655          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3656          * to do the newly idle load balance.
3657          */
3658         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3659             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3660                 *balance = 0;
3661                 return;
3662         }
3663
3664         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3665         sgs->avg_load = sg_div_cpu_power(group,
3666                         sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE);
3667
3668
3669         /*
3670          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3671          * than the average weight of two tasks.
3672          *
3673          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3674          *      might not be a suitable number - should we keep a
3675          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3676          *      the hierarchy?
3677          */
3678         avg_load_per_task = sg_div_cpu_power(group,
3679                         sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3680
3681         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3682                 sgs->group_imb = 1;
3683
3684         sgs->group_capacity = group->__cpu_power / SCHED_LOAD_SCALE;
3685
3686 }
3687
3688 /**
3689  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3690  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3691  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3692  * @idle: Idle status of this_cpu
3693  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3694  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3695  * @balance: Should we balance.
3696  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3697  */
3698 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3699                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3700                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3701                         struct sd_lb_stats *sds)
3702 {
3703         struct sched_group *group = sd->groups;
3704         struct sg_lb_stats sgs;
3705         int load_idx;
3706
3707         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3708         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3709
3710         do {
3711                 int local_group;
3712
3713                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3714                                                sched_group_cpus(group));
3715                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3716                 update_sg_lb_stats(group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3717                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3718
3719                 if (local_group && balance && !(*balance))
3720                         return;
3721
3722                 sds->total_load += sgs.group_load;
3723                 sds->total_pwr += group->__cpu_power;
3724
3725                 if (local_group) {
3726                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3727                         sds->this = group;
3728                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3729                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3730                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3731                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3732                                 sgs.group_imb)) {
3733                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3734                         sds->busiest = group;
3735                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3736                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3737                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3738                 }
3739
3740                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3741                 group = group->next;
3742         } while (group != sd->groups);
3743
3744 }
3745
3746 /**
3747  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3748  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3749  *                      load balancing.
3750  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3751  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3752  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3753  */
3754 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3755                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3756 {
3757         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3758         unsigned int imbn = 2;
3759
3760         if (sds->this_nr_running) {
3761                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3762                 if (sds->busiest_load_per_task >
3763                                 sds->this_load_per_task)
3764                         imbn = 1;
3765         } else
3766                 sds->this_load_per_task =
3767                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3768
3769         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3770                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3771                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3772                 return;
3773         }
3774
3775         /*
3776          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3777          * however we may be able to increase total CPU power used by
3778          * moving them.
3779          */
3780
3781         pwr_now += sds->busiest->__cpu_power *
3782                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3783         pwr_now += sds->this->__cpu_power *
3784                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3785         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3786
3787         /* Amount of load we'd subtract */
3788         tmp = sg_div_cpu_power(sds->busiest,
3789                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3790         if (sds->max_load > tmp)
3791                 pwr_move += sds->busiest->__cpu_power *
3792                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3793
3794         /* Amount of load we'd add */
3795         if (sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power <
3796                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3797                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3798                         sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power);
3799         else
3800                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3801                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3802         pwr_move += sds->this->__cpu_power *
3803                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3804         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3805
3806         /* Move if we gain throughput */
3807         if (pwr_move > pwr_now)
3808                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3809 }
3810
3811 /**
3812  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3813  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3814  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3815  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3816  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3817  */
3818 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3819                 unsigned long *imbalance)
3820 {
3821         unsigned long max_pull;
3822         /*
3823          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3824          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3825          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3826          */
3827         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3828                 *imbalance = 0;
3829                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3830         }
3831
3832         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3833         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3834                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3835
3836         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3837         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->__cpu_power,
3838                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->__cpu_power)
3839                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3840
3841         /*
3842          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3843          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3844          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3845          * moved
3846          */
3847         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3848                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3849
3850 }
3851 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3852
3853 /**
3854  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3855  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3856  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3857  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3858  * such a group exists.
3859  *
3860  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3861  * to restore balance.
3862  *
3863  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3864  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3865  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3866  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3867  * @idle: The idle status of this_cpu.
3868  * @sd_idle: The idleness of sd
3869  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3870  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3871  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3872  *
3873  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3874  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3875  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3876  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3877  */
3878 static struct sched_group *
3879 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3880                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3881                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
3882 {
3883         struct sd_lb_stats sds;
3884
3885         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
3886
3887         /*
3888          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
3889          * this level.
3890          */
3891         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
3892                                         balance, &sds);
3893
3894         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
3895         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
3896          *    at this level.
3897          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
3898          * 3) This group is the busiest group.
3899          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
3900          *    sched_domain.
3901          * 5) The imbalance is within the specified limit.
3902          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
3903          */
3904         if (balance && !(*balance))
3905                 goto ret;
3906
3907         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
3908                 goto out_balanced;
3909
3910         if (sds.this_load >= sds.max_load)
3911                 goto out_balanced;
3912
3913         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
3914
3915         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
3916                 goto out_balanced;
3917
3918         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
3919                 goto out_balanced;
3920
3921         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
3922         if (sds.group_imb)
3923                 sds.busiest_load_per_task =
3924                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
3925
3926         /*
3927          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
3928          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
3929          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
3930          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
3931          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
3932          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
3933          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
3934          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
3935          * appear as very large values with unsigned longs.
3936          */
3937         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
3938                 goto out_balanced;
3939
3940         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
3941         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
3942         return sds.busiest;
3943
3944 out_balanced:
3945         /*
3946          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
3947          * to save power.
3948          */
3949         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
3950                 return sds.busiest;
3951 ret:
3952         *imbalance = 0;
3953         return NULL;
3954 }
3955
3956 /*
3957  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
3958  */
3959 static struct rq *
3960 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
3961                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
3962 {
3963         struct rq *busiest = NULL, *rq;
3964         unsigned long max_load = 0;
3965         int i;
3966
3967         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
3968                 unsigned long wl;
3969
3970                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
3971                         continue;
3972
3973                 rq = cpu_rq(i);
3974                 wl = weighted_cpuload(i);
3975
3976                 if (rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
3977                         continue;
3978
3979                 if (wl > max_load) {
3980                         max_load = wl;
3981                         busiest = rq;
3982                 }
3983         }
3984
3985         return busiest;
3986 }
3987
3988 /*
3989  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
3990  * so long as it is large enough.
3991  */
3992 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
3993
3994 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
3995 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
3996
3997 /*
3998  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3999  * tasks if there is an imbalance.
4000  */
4001 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
4002                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
4003                         int *balance)
4004 {
4005         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
4006         struct sched_group *group;
4007         unsigned long imbalance;
4008         struct rq *busiest;
4009         unsigned long flags;
4010         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4011
4012         cpumask_setall(cpus);
4013
4014         /*
4015          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4016          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4017          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
4018          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4019          */
4020         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4021             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4022                 sd_idle = 1;
4023
4024         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
4025
4026 redo:
4027         update_shares(sd);
4028         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
4029                                    cpus, balance);
4030
4031         if (*balance == 0)
4032                 goto out_balanced;
4033
4034         if (!group) {
4035                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
4036                 goto out_balanced;
4037         }
4038
4039         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
4040         if (!busiest) {
4041                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
4042                 goto out_balanced;
4043         }
4044
4045         BUG_ON(busiest == this_rq);
4046
4047         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
4048
4049         ld_moved = 0;
4050         if (busiest->nr_running > 1) {
4051                 /*
4052                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
4053                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
4054                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
4055                  * correctly treated as an imbalance.
4056                  */
4057                 local_irq_save(flags);
4058                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
4059                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4060                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
4061                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
4062                 local_irq_restore(flags);
4063
4064                 /*
4065                  * some other cpu did the load balance for us.
4066                  */
4067                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
4068                         resched_cpu(this_cpu);
4069
4070                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
4071                 if (unlikely(all_pinned)) {
4072                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4073                         if (!cpumask_empty(cpus))
4074                                 goto redo;
4075                         goto out_balanced;
4076                 }
4077         }
4078
4079         if (!ld_moved) {
4080                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
4081                 sd->nr_balance_failed++;
4082
4083                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
4084
4085                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
4086
4087                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
4088                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4089                          */
4090                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
4091                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4092                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4093                                 all_pinned = 1;
4094                                 goto out_one_pinned;
4095                         }
4096
4097                         if (!busiest->active_balance) {
4098                                 busiest->active_balance = 1;
4099                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
4100                                 active_balance = 1;
4101                         }
4102                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
4103                         if (active_balance)
4104                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
4105
4106                         /*
4107                          * We've kicked active balancing, reset the failure
4108                          * counter.
4109                          */
4110                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
4111                 }
4112         } else
4113                 sd->nr_balance_failed = 0;
4114
4115         if (likely(!active_balance)) {
4116                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
4117                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
4118         } else {
4119                 /*
4120                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
4121                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
4122                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
4123                  * move_tasks).
4124                  */
4125                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
4126                         sd->balance_interval *= 2;
4127         }
4128
4129         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4130             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4131                 ld_moved = -1;
4132
4133         goto out;
4134
4135 out_balanced:
4136         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
4137
4138         sd->nr_balance_failed = 0;
4139
4140 out_one_pinned:
4141         /* tune up the balancing interval */
4142         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
4143                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
4144                 sd->balance_interval *= 2;
4145
4146         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4147             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4148                 ld_moved = -1;
4149         else
4150                 ld_moved = 0;
4151 out:
4152         if (ld_moved)
4153                 update_shares(sd);
4154         return ld_moved;
4155 }
4156
4157 /*
4158  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4159  * tasks if there is an imbalance.
4160  *
4161  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
4162  * this_rq is locked.
4163  */
4164 static int
4165 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
4166 {
4167         struct sched_group *group;
4168         struct rq *busiest = NULL;
4169         unsigned long imbalance;
4170         int ld_moved = 0;
4171         int sd_idle = 0;
4172         int all_pinned = 0;
4173         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4174
4175         cpumask_setall(cpus);
4176
4177         /*
4178          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4179          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4180          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
4181          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4182          */
4183         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4184             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4185                 sd_idle = 1;
4186
4187         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
4188 redo:
4189         update_shares_locked(this_rq, sd);
4190         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
4191                                    &sd_idle, cpus, NULL);
4192         if (!group) {
4193                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
4194                 goto out_balanced;
4195         }
4196
4197         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
4198         if (!busiest) {
4199                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
4200                 goto out_balanced;
4201         }
4202
4203         BUG_ON(busiest == this_rq);
4204
4205         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
4206
4207         ld_moved = 0;
4208         if (busiest->nr_running > 1) {
4209                 /* Attempt to move tasks */
4210                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4211                 /* this_rq->clock is already updated */
4212                 update_rq_clock(busiest);
4213                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4214                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
4215                                         &all_pinned);
4216                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4217
4218                 if (unlikely(all_pinned)) {
4219                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4220                         if (!cpumask_empty(cpus))
4221                                 goto redo;
4222                 }
4223         }
4224
4225         if (!ld_moved) {
4226                 int active_balance = 0;
4227
4228                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
4229                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4230                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4231                         return -1;
4232
4233                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4234                         return -1;
4235
4236                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
4237                         return -1;
4238
4239                 /*
4240                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4241                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4242                  * package. The same method used to move task in load_balance()
4243                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
4244                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
4245                  *
4246                  * The package power saving logic comes from
4247                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
4248                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
4249                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4250                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4251                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4252                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4253                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4254                  *
4255                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4256                  * will be more than one task in the source run queue and
4257                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4258                  * active balance code will not be triggered.
4259                  */
4260
4261                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
4262                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4263
4264                 /*
4265                  * don't kick the migration_thread, if the curr
4266                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4267                  */
4268                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4269                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4270                         all_pinned = 1;
4271                         return ld_moved;
4272                 }
4273
4274                 if (!busiest->active_balance) {
4275                         busiest->active_balance = 1;
4276                         busiest->push_cpu = this_cpu;
4277                         active_balance = 1;
4278                 }
4279
4280                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4281                 /*
4282                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
4283                  */
4284                 spin_unlock(&this_rq->lock);
4285                 if (active_balance)
4286                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
4287                 spin_lock(&this_rq->lock);
4288
4289         } else
4290                 sd->nr_balance_failed = 0;
4291
4292         update_shares_locked(this_rq, sd);
4293         return ld_moved;
4294
4295 out_balanced:
4296         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
4297         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4298             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4299                 return -1;
4300         sd->nr_balance_failed = 0;
4301
4302         return 0;
4303 }
4304
4305 /*
4306  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4307  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4308  */
4309 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4310 {
4311         struct sched_domain *sd;
4312         int pulled_task = 0;
4313         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4314
4315         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4316                 unsigned long interval;
4317
4318                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4319                         continue;
4320
4321                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
4322                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4323                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
4324                                                            sd);
4325
4326                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4327                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4328                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4329                 if (pulled_task)
4330                         break;
4331         }
4332         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4333                 /*
4334                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4335                  * a busy processor. So reset next_balance.
4336                  */
4337                 this_rq->next_balance = next_balance;
4338         }
4339 }
4340
4341 /*
4342  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
4343  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
4344  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
4345  * logical imbalances.
4346  *
4347  * Called with busiest_rq locked.
4348  */
4349 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
4350 {
4351         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4352         struct sched_domain *sd;
4353         struct rq *target_rq;
4354
4355         /* Is there any task to move? */
4356         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4357                 return;
4358
4359         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4360
4361         /*
4362          * This condition is "impossible", if it occurs
4363          * we need to fix it. Originally reported by
4364          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4365          */
4366         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4367
4368         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4369         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4370         update_rq_clock(busiest_rq);
4371         update_rq_clock(target_rq);
4372
4373         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4374         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4375                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4376                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4377                                 break;
4378         }
4379
4380         if (likely(sd)) {
4381                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4382
4383                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4384                                   sd, CPU_IDLE))
4385                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4386                 else
4387                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4388         }
4389         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4390 }
4391
4392 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4393 static struct {
4394         atomic_t load_balancer;
4395         cpumask_var_t cpu_mask;
4396         cpumask_var_t ilb_grp_nohz_mask;
4397 } nohz ____cacheline_aligned = {
4398         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
4399 };
4400
4401 int get_nohz_load_balancer(void)
4402 {
4403         return atomic_read(&nohz.load_balancer);
4404 }
4405
4406 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
4407 /**
4408  * lowest_flag_domain - Return lowest sched_domain containing flag.
4409  * @cpu:        The cpu whose lowest level of sched domain is to
4410  *              be returned.
4411  * @flag:       The flag to check for the lowest sched_domain
4412  *              for the given cpu.
4413  *
4414  * Returns the lowest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
4415  */
4416 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
4417 {
4418         struct sched_domain *sd;
4419
4420         for_each_domain(cpu, sd)
4421                 if (sd && (sd->flags & flag))
4422                         break;
4423
4424         return sd;
4425 }
4426
4427 /**
4428  * for_each_flag_domain - Iterates over sched_domains containing the flag.
4429  * @cpu:        The cpu whose domains we're iterating over.
4430  * @sd:         variable holding the value of the power_savings_sd
4431  *              for cpu.
4432  * @flag:       The flag to filter the sched_domains to be iterated.
4433  *
4434  * Iterates over all the scheduler domains for a given cpu that has the 'flag'
4435  * set, starting from the lowest sched_domain to the highest.
4436  */
4437 #define for_each_flag_domain(cpu, sd, flag) \
4438         for (sd = lowest_flag_domain(cpu, flag); \
4439                 (sd && (sd->flags & flag)); sd = sd->parent)
4440
4441 /**
4442  * is_semi_idle_group - Checks if the given sched_group is semi-idle.
4443  * @ilb_group:  group to be checked for semi-idleness
4444  *
4445  * Returns:     1 if the group is semi-idle. 0 otherwise.
4446  *
4447  * We define a sched_group to be semi idle if it has atleast one idle-CPU
4448  * and atleast one non-idle CPU. This helper function checks if the given
4449  * sched_group is semi-idle or not.
4450  */
4451 static inline int is_semi_idle_group(struct sched_group *ilb_group)
4452 {
4453         cpumask_and(nohz.ilb_grp_nohz_mask, nohz.cpu_mask,
4454                                         sched_group_cpus(ilb_group));
4455
4456         /*
4457          * A sched_group is semi-idle when it has atleast one busy cpu
4458          * and atleast one idle cpu.
4459          */
4460         if (cpumask_empty(nohz.ilb_grp_nohz_mask))
4461                 return 0;
4462
4463         if (cpumask_equal(nohz.ilb_grp_nohz_mask, sched_group_cpus(ilb_group)))
4464                 return 0;
4465
4466         return 1;
4467 }
4468 /**
4469  * find_new_ilb - Finds the optimum idle load balancer for nomination.
4470  * @cpu:        The cpu which is nominating a new idle_load_balancer.
4471  *
4472  * Returns:     Returns the id of the idle load balancer if it exists,
4473  *              Else, returns >= nr_cpu_ids.
4474  *
4475  * This algorithm picks the idle load balancer such that it belongs to a
4476  * semi-idle powersavings sched_domain. The idea is to try and avoid
4477  * completely idle packages/cores just for the purpose of idle load balancing
4478  * when there are other idle cpu's which are better suited for that job.
4479  */
4480 static int find_new_ilb(int cpu)
4481 {
4482         struct sched_domain *sd;
4483         struct sched_group *ilb_group;
4484
4485         /*
4486          * Have idle load balancer selection from semi-idle packages only
4487          * when power-aware load balancing is enabled
4488          */
4489         if (!(sched_smt_power_savings || sched_mc_power_savings))
4490                 goto out_done;
4491
4492         /*
4493          * Optimize for the case when we have no idle CPUs or only one
4494          * idle CPU. Don't walk the sched_domain hierarchy in such cases
4495          */
4496         if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) < 2)
4497                 goto out_done;
4498
4499         for_each_flag_domain(cpu, sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE) {
4500                 ilb_group = sd->groups;
4501
4502                 do {
4503                         if (is_semi_idle_group(ilb_group))
4504                                 return cpumask_first(nohz.ilb_grp_nohz_mask);
4505
4506                         ilb_group = ilb_group->next;
4507
4508                 } while (ilb_group != sd->groups);
4509         }
4510
4511 out_done:
4512         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4513 }
4514 #else /*  (CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT) */
4515 static inline int find_new_ilb(int call_cpu)
4516 {
4517         return cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4518 }
4519 #endif
4520
4521 /*
4522  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4523  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4524  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
4525  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
4526  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
4527  * arrives...
4528  *
4529  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
4530  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
4531  * nohz.cpu_mask..
4532  *
4533  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
4534  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
4535  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
4536  * there is no need for ilb owner.
4537  *
4538  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
4539  * next busy scheduler_tick()
4540  */
4541 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4542 {
4543         int cpu = smp_processor_id();
4544
4545         if (stop_tick) {
4546                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
4547
4548                 if (!cpu_active(cpu)) {
4549                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4550                                 return 0;
4551
4552                         /*
4553                          * If we are going offline and still the leader,
4554                          * give up!
4555                          */
4556                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4557                                 BUG();
4558
4559                         return 0;
4560                 }
4561
4562                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4563
4564                 /* time for ilb owner also to sleep */
4565                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4566                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4567                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4568                         return 0;
4569                 }
4570
4571                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4572                         /* make me the ilb owner */
4573                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
4574                                 return 1;
4575                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4576                         int new_ilb;
4577
4578                         if (!(sched_smt_power_savings ||
4579                                                 sched_mc_power_savings))
4580                                 return 1;
4581                         /*
4582                          * Check to see if there is a more power-efficient
4583                          * ilb.
4584                          */
4585                         new_ilb = find_new_ilb(cpu);
4586                         if (new_ilb < nr_cpu_ids && new_ilb != cpu) {
4587                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4588                                 resched_cpu(new_ilb);
4589                                 return 0;
4590                         }
4591                         return 1;
4592                 }
4593         } else {
4594                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4595                         return 0;
4596
4597                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4598
4599                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4600                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4601                                 BUG();
4602         }
4603         return 0;
4604 }
4605 #endif
4606
4607 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4608
4609 /*
4610  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4611  * and initiates a balancing operation if so.
4612  *
4613  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4614  */
4615 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4616 {
4617         int balance = 1;
4618         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4619         unsigned long interval;
4620         struct sched_domain *sd;
4621         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4622         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4623         int update_next_balance = 0;
4624         int need_serialize;
4625
4626         for_each_domain(cpu, sd) {
4627                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4628                         continue;
4629
4630                 interval = sd->balance_interval;
4631                 if (idle != CPU_IDLE)
4632                         interval *= sd->busy_factor;
4633
4634                 /* scale ms to jiffies */
4635                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4636                 if (unlikely(!interval))
4637                         interval = 1;
4638                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
4639                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
4640
4641                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4642
4643                 if (need_serialize) {
4644                         if (!spin_trylock(&balancing))
4645                                 goto out;
4646                 }
4647
4648                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4649                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4650                                 /*
4651                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4652                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
4653                                  * not idle.
4654                                  */
4655                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4656                         }
4657                         sd->last_balance = jiffies;
4658                 }
4659                 if (need_serialize)
4660                         spin_unlock(&balancing);
4661 out:
4662                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4663                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4664                         update_next_balance = 1;
4665                 }
4666
4667                 /*
4668                  * Stop the load balance at this level. There is another
4669                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4670                  * actively.
4671                  */
4672                 if (!balance)
4673                         break;
4674         }
4675
4676         /*
4677          * next_balance will be updated only when there is a need.
4678          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4679          * updated.
4680          */
4681         if (likely(update_next_balance))
4682                 rq->next_balance = next_balance;
4683 }
4684
4685 /*
4686  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4687  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
4688  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4689  */
4690 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4691 {
4692         int this_cpu = smp_processor_id();
4693         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4694         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
4695                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4696
4697         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4698
4699 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4700         /*
4701          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
4702          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4703          * stopped.
4704          */
4705         if (this_rq->idle_at_tick &&
4706             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
4707                 struct rq *rq;
4708                 int balance_cpu;
4709
4710                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
4711                         if (balance_cpu == this_cpu)
4712                                 continue;
4713
4714                         /*
4715                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4716                          * work being done for other cpus. Next load
4717                          * balancing owner will pick it up.
4718                          */
4719                         if (need_resched())
4720                                 break;
4721
4722                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4723
4724                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
4725                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4726                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4727                 }
4728         }
4729 #endif
4730 }
4731
4732 static inline int on_null_domain(int cpu)
4733 {
4734         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
4735 }
4736
4737 /*
4738  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4739  *
4740  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
4741  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
4742  * if the whole system is idle.
4743  */
4744 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4745 {
4746 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4747         /*
4748          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4749          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4750          * load balancer.
4751          */
4752         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4753                 rq->in_nohz_recently = 0;
4754
4755                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4756                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4757                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4758                 }
4759
4760                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4761                         int ilb = find_new_ilb(cpu);
4762
4763                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4764                                 resched_cpu(ilb);
4765                 }
4766         }
4767
4768         /*
4769          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4770          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4771          */
4772         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4773             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4774                 resched_cpu(cpu);
4775                 return;
4776         }
4777
4778         /*
4779          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4780          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4781          */
4782         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4783             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4784                 return;
4785 #endif
4786         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4787         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4788             likely(!on_null_domain(cpu)))
4789                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4790 }
4791
4792 #else   /* CONFIG_SMP */
4793
4794 /*
4795  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4796  */
4797 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4798 {
4799 }
4800
4801 #endif
4802
4803 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4804
4805 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4806
4807 /*
4808  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4809  * @p in case that task is currently running.
4810  *
4811  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4812  */
4813 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4814 {
4815         u64 ns = 0;
4816
4817         if (task_current(rq, p)) {
4818                 update_rq_clock(rq);
4819                 ns = rq->clock - p->se.exec_start;
4820                 if ((s64)ns < 0)
4821                         ns = 0;
4822         }
4823
4824         return ns;
4825 }
4826
4827 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4828 {
4829         unsigned long flags;
4830         struct rq *rq;
4831         u64 ns = 0;
4832
4833         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4834         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4835         task_rq_unlock(rq, &flags);
4836
4837         return ns;
4838 }
4839
4840 /*
4841  * Return accounted runtime for the task.
4842  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4843  * pending runtime that have not been accounted yet.
4844  */
4845 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4846 {
4847         unsigned long flags;
4848         struct rq *rq;
4849         u64 ns = 0;
4850
4851         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4852         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4853         task_rq_unlock(rq, &flags);
4854
4855         return ns;
4856 }
4857
4858 /*
4859  * Return sum_exec_runtime for the thread group.
4860  * In case the task is currently running, return the sum plus current's
4861  * pending runtime that have not been accounted yet.
4862  *
4863  * Note that the thread group might have other running tasks as well,
4864  * so the return value not includes other pending runtime that other
4865  * running tasks might have.
4866  */
4867 unsigned long long thread_group_sched_runtime(struct task_struct *p)
4868 {
4869         struct task_cputime totals;
4870         unsigned long flags;
4871         struct rq *rq;
4872         u64 ns;
4873
4874         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4875         thread_group_cputime(p, &totals);
4876         ns = totals.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4877         task_rq_unlock(rq, &flags);
4878
4879         return ns;
4880 }
4881
4882 /*
4883  * Account user cpu time to a process.
4884  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4885  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
4886  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4887  */
4888 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4889                        cputime_t cputime_scaled)
4890 {
4891         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4892         cputime64_t tmp;
4893
4894         /* Add user time to process. */
4895         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4896         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4897         account_group_user_time(p, cputime);
4898
4899         /* Add user time to cpustat. */
4900         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4901         if (TASK_NICE(p) > 0)
4902                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
4903         else
4904                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4905
4906         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
4907         /* Account for user time used */
4908         acct_update_integrals(p);
4909 }
4910
4911 /*
4912  * Account guest cpu time to a process.
4913  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4914  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
4915  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4916  */
4917 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4918                                cputime_t cputime_scaled)
4919 {
4920         cputime64_t tmp;
4921         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4922
4923         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4924
4925         /* Add guest time to process. */
4926         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4927         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4928         account_group_user_time(p, cputime);
4929         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
4930
4931         /* Add guest time to cpustat. */
4932         cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4933         cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
4934 }
4935
4936 /*
4937  * Account system cpu time to a process.
4938  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4939  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
4940  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
4941  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4942  */
4943 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
4944                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
4945 {
4946         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4947         cputime64_t tmp;
4948
4949         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
4950                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
4951                 return;
4952         }
4953
4954         /* Add system time to process. */
4955         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
4956         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
4957         account_group_system_time(p, cputime);
4958
4959         /* Add system time to cpustat. */
4960         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4961         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
4962                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
4963         else if (softirq_count())
4964                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
4965         else
4966                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
4967
4968         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
4969
4970         /* Account for system time used */
4971         acct_update_integrals(p);
4972 }
4973
4974 /*
4975  * Account for involuntary wait time.
4976  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
4977  */
4978 void account_steal_time(cputime_t cputime)
4979 {
4980         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4981         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4982
4983         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
4984 }
4985
4986 /*
4987  * Account for idle time.
4988  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
4989  */
4990 void account_idle_time(cputime_t cputime)
4991 {
4992         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4993         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4994         struct rq *rq = this_rq();
4995
4996         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
4997                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
4998         else
4999                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
5000 }
5001
5002 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5003
5004 /*
5005  * Account a single tick of cpu time.
5006  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
5007  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
5008  */
5009 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
5010 {
5011         cputime_t one_jiffy = jiffies_to_cputime(1);
5012         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(one_jiffy);
5013         struct rq *rq = this_rq();
5014
5015         if (user_tick)
5016                 account_user_time(p, one_jiffy, one_jiffy_scaled);
5017         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
5018                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, one_jiffy,
5019                                     one_jiffy_scaled);
5020         else
5021                 account_idle_time(one_jiffy);
5022 }
5023
5024 /*
5025  * Account multiple ticks of steal time.
5026  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
5027  * @ticks: number of stolen ticks
5028  */
5029 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
5030 {
5031         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5032 }
5033
5034 /*
5035  * Account multiple ticks of idle time.
5036  * @ticks: number of stolen ticks
5037  */
5038 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
5039 {
5040         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
5041 }
5042
5043 #endif
5044
5045 /*
5046  * Use precise platform statistics if available:
5047  */
5048 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
5049 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
5050 {
5051         return p->utime;
5052 }
5053
5054 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
5055 {
5056         return p->stime;
5057 }
5058 #else
5059 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
5060 {
5061         clock_t utime = cputime_to_clock_t(p->utime),
5062                 total = utime + cputime_to_clock_t(p->stime);
5063         u64 temp;
5064
5065         /*
5066          * Use CFS's precise accounting:
5067          */
5068         temp = (u64)nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime);
5069
5070         if (total) {
5071                 temp *= utime;
5072                 do_div(temp, total);
5073         }
5074         utime = (clock_t)temp;
5075
5076         p->prev_utime = max(p->prev_utime, clock_t_to_cputime(utime));
5077         return p->prev_utime;
5078 }
5079
5080 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
5081 {
5082         clock_t stime;
5083
5084         /*
5085          * Use CFS's precise accounting. (we subtract utime from
5086          * the total, to make sure the total observed by userspace
5087          * grows monotonically - apps rely on that):
5088          */
5089         stime = nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime) -
5090                         cputime_to_clock_t(task_utime(p));
5091
5092         if (stime >= 0)
5093                 p->prev_stime = max(p->prev_stime, clock_t_to_cputime(stime));
5094
5095         return p->prev_stime;
5096 }
5097 #endif
5098
5099 inline cputime_t task_gtime(struct task_struct *p)
5100 {
5101         return p->gtime;
5102 }
5103
5104 /*
5105  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5106  * We call it with interrupts disabled.
5107  *
5108  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
5109  * timeslices.
5110  */
5111 void scheduler_tick(void)
5112 {
5113         int cpu = smp_processor_id();
5114         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5115         struct task_struct *curr = rq->curr;
5116
5117         sched_clock_tick();
5118
5119         spin_lock(&rq->lock);
5120         update_rq_clock(rq);
5121         update_cpu_load(rq);
5122         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5123         spin_unlock(&rq->lock);
5124
5125         perf_counter_task_tick(curr, cpu);
5126
5127 #ifdef CONFIG_SMP
5128         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
5129         trigger_load_balance(rq, cpu);
5130 #endif
5131 }
5132
5133 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
5134 {
5135         if (in_lock_functions(addr)) {
5136                 addr = CALLER_ADDR2;
5137                 if (in_lock_functions(addr))
5138                         addr = CALLER_ADDR3;
5139         }
5140         return addr;
5141 }
5142
5143 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5144                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
5145
5146 void __kprobes add_preempt_count(int val)
5147 {
5148 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5149         /*
5150          * Underflow?
5151          */
5152         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5153                 return;
5154 #endif
5155         preempt_count() += val;
5156 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5157         /*
5158          * Spinlock count overflowing soon?
5159          */
5160         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5161                                 PREEMPT_MASK - 10);
5162 #endif
5163         if (preempt_count() == val)
5164                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5165 }
5166 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
5167
5168 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
5169 {
5170 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5171         /*
5172          * Underflow?
5173          */
5174         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5175                 return;
5176         /*
5177          * Is the spinlock portion underflowing?
5178          */
5179         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5180                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5181                 return;
5182 #endif
5183
5184         if (preempt_count() == val)
5185                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
5186         preempt_count() -= val;
5187 }
5188 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
5189
5190 #endif
5191
5192 /*
5193  * Print scheduling while atomic bug:
5194  */
5195 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5196 {
5197         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
5198
5199         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5200                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5201
5202         debug_show_held_locks(prev);
5203         print_modules();
5204         if (irqs_disabled())
5205                 print_irqtrace_events(prev);
5206
5207         if (regs)
5208                 show_regs(regs);
5209         else
5210                 dump_stack();
5211 }
5212
5213 /*
5214  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5215  */
5216 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
5217 {
5218         /*
5219          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
5220          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
5221          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
5222          */
5223         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
5224                 __schedule_bug(prev);
5225
5226         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5227
5228         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
5229 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
5230         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
5231                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
5232                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
5233         }
5234 #endif
5235 }
5236
5237 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
5238 {
5239         if (prev->state == TASK_RUNNING) {
5240                 u64 runtime = prev->se.sum_exec_runtime;
5241
5242                 runtime -= prev->se.prev_sum_exec_runtime;
5243                 runtime = min_t(u64, runtime, 2*sysctl_sched_migration_cost);
5244
5245                 /*
5246                  * In order to avoid avg_overlap growing stale when we are
5247                  * indeed overlapping and hence not getting put to sleep, grow
5248                  * the avg_overlap on preemption.
5249                  *
5250                  * We use the average preemption runtime because that
5251                  * correlates to the amount of cache footprint a task can
5252                  * build up.
5253                  */
5254                 update_avg(&prev->se.avg_overlap, runtime);
5255         }
5256         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
5257 }
5258
5259 /*
5260  * Pick up the highest-prio task:
5261  */
5262 static inline struct task_struct *
5263 pick_next_task(struct rq *rq)
5264 {
5265         const struct sched_class *class;
5266         struct task_struct *p;
5267
5268         /*
5269          * Optimization: we know that if all tasks are in
5270          * the fair class we can call that function directly:
5271          */
5272         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
5273                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
5274                 if (likely(p))
5275                         return p;
5276         }
5277
5278         class = sched_class_highest;
5279         for ( ; ; ) {
5280                 p = class->pick_next_task(rq);
5281                 if (p)
5282                         return p;
5283                 /*
5284                  * Will never be NULL as the idle class always
5285                  * returns a non-NULL p:
5286                  */
5287                 class = class->next;
5288         }
5289 }
5290
5291 /*
5292  * schedule() is the main scheduler function.
5293  */
5294 asmlinkage void __sched schedule(void)
5295 {
5296         struct task_struct *prev, *next;
5297         unsigned long *switch_count;
5298         struct rq *rq;
5299         int cpu;
5300
5301 need_resched:
5302         preempt_disable();
5303         cpu = smp_processor_id();
5304         rq = cpu_rq(cpu);
5305         rcu_qsctr_inc(cpu);
5306         prev = rq->curr;
5307         switch_count = &prev->nivcsw;
5308
5309         release_kernel_lock(prev);
5310 need_resched_nonpreemptible:
5311
5312         schedule_debug(prev);
5313
5314         if (sched_feat(HRTICK))
5315                 hrtick_clear(rq);
5316
5317         spin_lock_irq(&rq->lock);
5318         update_rq_clock(rq);
5319         clear_tsk_need_resched(prev);
5320
5321         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
5322                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
5323                         prev->state = TASK_RUNNING;
5324                 else
5325                         deactivate_task(rq, prev, 1);
5326                 switch_count = &prev->nvcsw;
5327         }
5328
5329 #ifdef CONFIG_SMP
5330         if (prev->sched_class->pre_schedule)
5331                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
5332 #endif
5333
5334         if (unlikely(!rq->nr_running))
5335                 idle_balance(cpu, rq);
5336
5337         put_prev_task(rq, prev);
5338         next = pick_next_task(rq);
5339
5340         if (likely(prev != next)) {
5341                 sched_info_switch(prev, next);
5342                 perf_counter_task_sched_out(prev, next, cpu);
5343
5344                 rq->nr_switches++;
5345                 rq->curr = next;
5346                 ++*switch_count;
5347
5348                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
5349                 /*
5350                  * the context switch might have flipped the stack from under
5351                  * us, hence refresh the local variables.
5352                  */
5353                 cpu = smp_processor_id();
5354                 rq = cpu_rq(cpu);
5355         } else
5356                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
5357
5358         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
5359                 goto need_resched_nonpreemptible;
5360
5361         preempt_enable_no_resched();
5362         if (need_resched())
5363                 goto need_resched;
5364 }
5365 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5366
5367 #ifdef CONFIG_SMP
5368 /*
5369  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
5370  * access and not reliable.
5371  */
5372 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct thread_info *owner)
5373 {
5374         unsigned int cpu;
5375         struct rq *rq;
5376
5377         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
5378                 return 0;
5379
5380 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
5381         /*
5382          * Need to access the cpu field knowing that
5383          * DEBUG_PAGEALLOC could have unmapped it if
5384          * the mutex owner just released it and exited.
5385          */
5386         if (probe_kernel_address(&owner->cpu, cpu))
5387                 goto out;
5388 #else
5389         cpu = owner->cpu;
5390 #endif
5391
5392         /*
5393          * Even if the access succeeded (likely case),
5394          * the cpu field may no longer be valid.
5395          */
5396         if (cpu >= nr_cpumask_bits)
5397                 goto out;
5398
5399         /*
5400          * We need to validate that we can do a
5401          * get_cpu() and that we have the percpu area.
5402          */
5403         if (!cpu_online(cpu))
5404                 goto out;
5405
5406         rq = cpu_rq(cpu);
5407
5408         for (;;) {
5409                 /*
5410                  * Owner changed, break to re-assess state.
5411                  */
5412                 if (lock->owner != owner)
5413                         break;
5414
5415                 /*
5416                  * Is that owner really running on that cpu?
5417                  */
5418                 if (task_thread_info(rq->curr) != owner || need_resched())
5419                         return 0;
5420
5421                 cpu_relax();
5422         }
5423 out:
5424         return 1;
5425 }
5426 #endif
5427
5428 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5429 /*
5430  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5431  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
5432  * occur there and call schedule directly.
5433  */
5434 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
5435 {
5436         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5437
5438         /*
5439          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5440          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5441          */
5442         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
5443                 return;
5444
5445         do {
5446                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5447                 schedule();
5448                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5449
5450                 /*
5451                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5452                  * between schedule and now.
5453                  */
5454                 barrier();
5455         } while (need_resched());
5456 }
5457 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5458
5459 /*
5460  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
5461  * off of irq context.
5462  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5463  * protect us against recursive calling from irq.
5464  */
5465 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
5466 {
5467         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5468
5469         /* Catch callers which need to be fixed */
5470         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
5471
5472         do {
5473                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5474                 local_irq_enable();
5475                 schedule();
5476                 local_irq_disable();
5477                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5478
5479                 /*
5480                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5481                  * between schedule and now.
5482                  */
5483                 barrier();
5484         } while (need_resched());
5485 }
5486
5487 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
5488
5489 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int sync,
5490                           void *key)
5491 {
5492         return try_to_wake_up(curr->private, mode, sync);
5493 }
5494 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5495
5496 /*
5497  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
5498  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
5499  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
5500  *
5501  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
5502  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
5503  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
5504  */
5505 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5506                         int nr_exclusive, int sync, void *key)
5507 {
5508         wait_queue_t *curr, *next;
5509
5510         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
5511                 unsigned flags = curr->flags;
5512
5513                 if (curr->func(curr, mode, sync, key) &&
5514                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
5515                         break;
5516         }
5517 }
5518
5519 /**
5520  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
5521  * @q: the waitqueue
5522  * @mode: which threads
5523  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5524  * @key: is directly passed to the wakeup function
5525  *
5526  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5527  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5528  */
5529 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5530                         int nr_exclusive, void *key)
5531 {
5532         unsigned long flags;
5533
5534         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5535         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
5536         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5537 }
5538 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
5539
5540 /*
5541  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
5542  */
5543 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
5544 {
5545         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
5546 }
5547
5548 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
5549 {
5550         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
5551 }
5552
5553 /**
5554  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
5555  * @q: the waitqueue
5556  * @mode: which threads
5557  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5558  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
5559  *
5560  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
5561  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
5562  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
5563  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
5564  *
5565  * On UP it can prevent extra preemption.
5566  *
5567  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5568  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5569  */
5570 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5571                         int nr_exclusive, void *key)
5572 {
5573         unsigned long flags;
5574         int sync = 1;
5575
5576         if (unlikely(!q))
5577                 return;
5578
5579         if (unlikely(!nr_exclusive))
5580                 sync = 0;
5581
5582         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5583         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, sync, key);
5584         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5585 }
5586 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
5587
5588 /*
5589  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
5590  */
5591 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
5592 {
5593         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
5594 }
5595 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
5596
5597 /**
5598  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
5599  * @x:  holds the state of this particular completion
5600  *
5601  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
5602  * awakened in the same order in which they were queued.
5603  *
5604  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
5605  *
5606  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5607  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5608  */
5609 void complete(struct completion *x)
5610 {
5611         unsigned long flags;
5612
5613         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5614         x->done++;
5615         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
5616         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5617 }
5618 EXPORT_SYMBOL(complete);
5619
5620 /**
5621  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
5622  * @x:  holds the state of this particular completion
5623  *
5624  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
5625  *
5626  * It may be assumed that this function implies a write memory barrier before
5627  * changing the task state if and only if any tasks are woken up.
5628  */
5629 void complete_all(struct completion *x)
5630 {
5631         unsigned long flags;
5632
5633         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5634         x->done += UINT_MAX/2;
5635         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
5636         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5637 }
5638 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
5639
5640 static inline long __sched
5641 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5642 {
5643         if (!x->done) {
5644                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
5645
5646                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
5647                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
5648                 do {
5649                         if (signal_pending_state(state, current)) {
5650                                 timeout = -ERESTARTSYS;
5651                                 break;
5652                         }
5653                         __set_current_state(state);
5654                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5655                         timeout = schedule_timeout(timeout);
5656                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5657                 } while (!x->done && timeout);
5658                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
5659                 if (!x->done)
5660                         return timeout;
5661         }
5662         x->done--;
5663         return timeout ?: 1;
5664 }
5665
5666 static long __sched
5667 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5668 {
5669         might_sleep();
5670
5671         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5672         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5673         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5674         return timeout;
5675 }
5676
5677 /**
5678  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5679  * @x:  holds the state of this particular completion
5680  *
5681  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5682  * interruptible and there is no timeout.
5683  *
5684  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5685  * and interrupt capability. Also see complete().
5686  */
5687 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5688 {
5689         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5690 }
5691 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5692
5693 /**
5694  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5695  * @x:  holds the state of this particular completion
5696  * @timeout:  timeout value in jiffies
5697  *
5698  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5699  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5700  * interruptible.
5701  */
5702 unsigned long __sched
5703 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5704 {
5705         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5706 }
5707 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5708
5709 /**
5710  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5711  * @x:  holds the state of this particular completion
5712  *
5713  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5714  * interruptible.
5715  */
5716 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5717 {
5718         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5719         if (t == -ERESTARTSYS)
5720                 return t;
5721         return 0;
5722 }
5723 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5724
5725 /**
5726  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5727  * @x:  holds the state of this particular completion
5728  * @timeout:  timeout value in jiffies
5729  *
5730  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5731  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5732  */
5733 unsigned long __sched
5734 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5735                                           unsigned long timeout)
5736 {
5737         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5738 }
5739 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5740
5741 /**
5742  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5743  * @x:  holds the state of this particular completion
5744  *
5745  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5746  * interrupted by a kill signal.
5747  */
5748 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5749 {
5750         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5751         if (t == -ERESTARTSYS)
5752                 return t;
5753         return 0;
5754 }
5755 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5756
5757 /**
5758  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5759  *      @x:     completion structure
5760  *
5761  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5762  *               1 if a decrement succeeded.
5763  *
5764  *      If a completion is being used as a counting completion,
5765  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5766  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5767  *      is protecting is not available.
5768  */
5769 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5770 {
5771         int ret = 1;
5772
5773         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5774         if (!x->done)
5775                 ret = 0;
5776         else
5777                 x->done--;
5778         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5779         return ret;
5780 }
5781 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5782
5783 /**
5784  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5785  *      @x:     completion structure
5786  *
5787  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5788  *               1 if there are no waiters.
5789  *
5790  */
5791 bool completion_done(struct completion *x)
5792 {
5793         int ret = 1;
5794
5795         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5796         if (!x->done)
5797                 ret = 0;
5798         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5799         return ret;
5800 }
5801 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5802
5803 static long __sched
5804 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5805 {
5806         unsigned long flags;
5807         wait_queue_t wait;
5808
5809         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5810
5811         __set_current_state(state);
5812
5813         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5814         __add_wait_queue(q, &wait);
5815         spin_unlock(&q->lock);
5816         timeout = schedule_timeout(timeout);
5817         spin_lock_irq(&q->lock);
5818         __remove_wait_queue(q, &wait);
5819         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5820
5821         return timeout;
5822 }
5823
5824 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5825 {
5826         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5827 }
5828 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
5829
5830 long __sched
5831 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5832 {
5833         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
5834 }
5835 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
5836
5837 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5838 {
5839         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5840 }
5841 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
5842
5843 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5844 {
5845         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
5846 }
5847 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
5848
5849 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5850
5851 /*
5852  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5853  * @p: task
5854  * @prio: prio value (kernel-internal form)
5855  *
5856  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
5857  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
5858  *
5859  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
5860  */
5861 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
5862 {
5863         unsigned long flags;
5864         int oldprio, on_rq, running;
5865         struct rq *rq;
5866         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
5867
5868         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
5869
5870         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5871         update_rq_clock(rq);
5872
5873         oldprio = p->prio;
5874         on_rq = p->se.on_rq;
5875         running = task_current(rq, p);
5876         if (on_rq)
5877                 dequeue_task(rq, p, 0);
5878         if (running)
5879                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5880
5881         if (rt_prio(prio))
5882                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5883         else
5884                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5885
5886         p->prio = prio;
5887
5888         if (running)
5889                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5890         if (on_rq) {
5891                 enqueue_task(rq, p, 0);
5892
5893                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
5894         }
5895         task_rq_unlock(rq, &flags);
5896 }
5897
5898 #endif
5899
5900 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
5901 {
5902         int old_prio, delta, on_rq;
5903         unsigned long flags;
5904         struct rq *rq;
5905
5906         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
5907                 return;
5908         /*
5909          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
5910          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
5911          */
5912         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5913         update_rq_clock(rq);
5914         /*
5915          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
5916          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
5917          * it wont have any effect on scheduling until the task is
5918          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
5919          */
5920         if (task_has_rt_policy(p)) {
5921                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5922                 goto out_unlock;
5923         }
5924         on_rq = p->se.on_rq;
5925         if (on_rq)
5926                 dequeue_task(rq, p, 0);
5927
5928         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5929         set_load_weight(p);
5930         old_prio = p->prio;
5931         p->prio = effective_prio(p);
5932         delta = p->prio - old_prio;
5933
5934         if (on_rq) {
5935                 enqueue_task(rq, p, 0);
5936                 /*
5937                  * If the task increased its priority or is running and
5938                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
5939                  */
5940                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
5941                         resched_task(rq->curr);
5942         }
5943 out_unlock:
5944         task_rq_unlock(rq, &flags);
5945 }
5946 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
5947
5948 /*
5949  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
5950  * @p: task
5951  * @nice: nice value
5952  */
5953 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
5954 {
5955         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
5956         int nice_rlim = 20 - nice;
5957
5958         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
5959                 capable(CAP_SYS_NICE));
5960 }
5961
5962 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5963
5964 /*
5965  * sys_nice - change the priority of the current process.
5966  * @increment: priority increment
5967  *
5968  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5969  * does similar things.
5970  */
5971 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
5972 {
5973         long nice, retval;
5974
5975         /*
5976          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5977          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5978          * and we have a single winner.
5979          */
5980         if (increment < -40)
5981                 increment = -40;
5982         if (increment > 40)
5983                 increment = 40;
5984
5985         nice = TASK_NICE(current) + increment;
5986         if (nice < -20)
5987                 nice = -20;
5988         if (nice > 19)
5989                 nice = 19;
5990
5991         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
5992                 return -EPERM;
5993
5994         retval = security_task_setnice(current, nice);
5995         if (retval)
5996                 return retval;
5997
5998         set_user_nice(current, nice);
5999         return 0;
6000 }
6001
6002 #endif
6003
6004 /**
6005  * task_prio - return the priority value of a given task.
6006  * @p: the task in question.
6007  *
6008  * This is the priority value as seen by users in /proc.
6009  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
6010  * around 0, value goes from -16 to +15.
6011  */
6012 int task_prio(const struct task_struct *p)
6013 {
6014         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6015 }
6016
6017 /**
6018  * task_nice - return the nice value of a given task.
6019  * @p: the task in question.
6020  */
6021 int task_nice(const struct task_struct *p)
6022 {
6023         return TASK_NICE(p);
6024 }
6025 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
6026
6027 /**
6028  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
6029  * @cpu: the processor in question.
6030  */
6031 int idle_cpu(int cpu)
6032 {
6033         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
6034 }
6035
6036 /**
6037  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
6038  * @cpu: the processor in question.
6039  */
6040 struct task_struct *idle_task(int cpu)
6041 {
6042         return cpu_rq(cpu)->idle;
6043 }
6044
6045 /**
6046  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
6047  * @pid: the pid in question.
6048  */
6049 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
6050 {
6051         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
6052 }
6053
6054 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
6055 static void
6056 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
6057 {
6058         BUG_ON(p->se.on_rq);
6059
6060         p->policy = policy;
6061         switch (p->policy) {
6062         case SCHED_NORMAL:
6063         case SCHED_BATCH:
6064         case SCHED_IDLE:
6065                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6066                 break;
6067         case SCHED_FIFO:
6068         case SCHED_RR:
6069                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6070                 break;
6071         }
6072
6073         p->rt_priority = prio;
6074         p->normal_prio = normal_prio(p);
6075         /* we are holding p->pi_lock already */
6076         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
6077         set_load_weight(p);
6078 }
6079
6080 /*
6081  * check the target process has a UID that matches the current process's
6082  */
6083 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
6084 {
6085         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
6086         bool match;
6087
6088         rcu_read_lock();
6089         pcred = __task_cred(p);
6090         match = (cred->euid == pcred->euid ||
6091                  cred->euid == pcred->uid);
6092         rcu_read_unlock();
6093         return match;
6094 }
6095
6096 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6097                                 struct sched_param *param, bool user)
6098 {
6099         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
6100         unsigned long flags;
6101         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
6102         struct rq *rq;
6103
6104         /* may grab non-irq protected spin_locks */
6105         BUG_ON(in_interrupt());
6106 recheck:
6107         /* double check policy once rq lock held */
6108         if (policy < 0)
6109                 policy = oldpolicy = p->policy;
6110         else if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
6111                         policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
6112                         policy != SCHED_IDLE)
6113                 return -EINVAL;
6114         /*
6115          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
6116          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
6117          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
6118          */
6119         if (param->sched_priority < 0 ||
6120             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
6121             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
6122                 return -EINVAL;
6123         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
6124                 return -EINVAL;
6125
6126         /*
6127          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
6128          */
6129         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
6130                 if (rt_policy(policy)) {
6131                         unsigned long rlim_rtprio;
6132
6133                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
6134                                 return -ESRCH;
6135                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
6136                         unlock_task_sighand(p, &flags);
6137
6138                         /* can't set/change the rt policy */
6139                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
6140                                 return -EPERM;
6141
6142                         /* can't increase priority */
6143                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
6144                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
6145                                 return -EPERM;
6146                 }
6147                 /*
6148                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
6149                  * move out of SCHED_IDLE either:
6150                  */
6151                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
6152                         return -EPERM;
6153
6154                 /* can't change other user's priorities */
6155                 if (!check_same_owner(p))
6156                         return -EPERM;
6157         }
6158
6159         if (user) {
6160 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6161                 /*
6162                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
6163                  * assigned.
6164                  */
6165                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
6166                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
6167                         return -EPERM;
6168 #endif
6169
6170                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
6171                 if (retval)
6172                         return retval;
6173         }
6174
6175         /*
6176          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
6177          * changing the priority of the task:
6178          */
6179         spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
6180         /*
6181          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
6182          * runqueue lock must be held.
6183          */
6184         rq = __task_rq_lock(p);
6185         /* recheck policy now with rq lock held */
6186         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
6187                 policy = oldpolicy = -1;
6188                 __task_rq_unlock(rq);
6189                 spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6190                 goto recheck;
6191         }
6192         update_rq_clock(rq);
6193         on_rq = p->se.on_rq;
6194         running = task_current(rq, p);
6195         if (on_rq)
6196                 deactivate_task(rq, p, 0);
6197         if (running)
6198                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
6199
6200         oldprio = p->prio;
6201         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
6202
6203         if (running)
6204                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
6205         if (on_rq) {
6206                 activate_task(rq, p, 0);
6207
6208                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
6209         }
6210         __task_rq_unlock(rq);
6211         spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
6212
6213         rt_mutex_adjust_pi(p);
6214
6215         return 0;
6216 }
6217
6218 /**
6219  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
6220  * @p: the task in question.
6221  * @policy: new policy.
6222  * @param: structure containing the new RT priority.
6223  *
6224  * NOTE that the task may be already dead.
6225  */
6226 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
6227                        struct sched_param *param)
6228 {
6229         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
6230 }
6231 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
6232
6233 /**
6234  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
6235  * @p: the task in question.
6236  * @policy: new policy.
6237  * @param: structure containing the new RT priority.
6238  *
6239  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
6240  * current context has permission.  For example, this is needed in
6241  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
6242  * but our caller might not have that capability.
6243  */
6244 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
6245                                struct sched_param *param)
6246 {
6247         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
6248 }
6249
6250 static int
6251 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
6252 {
6253         struct sched_param lparam;
6254         struct task_struct *p;
6255         int retval;
6256
6257         if (!param || pid < 0)
6258                 return -EINVAL;
6259         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
6260                 return -EFAULT;
6261
6262         rcu_read_lock();
6263         retval = -ESRCH;
6264         p = find_process_by_pid(pid);
6265         if (p != NULL)
6266                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
6267         rcu_read_unlock();
6268
6269         return retval;
6270 }
6271
6272 /**
6273  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
6274  * @pid: the pid in question.
6275  * @policy: new policy.
6276  * @param: structure containing the new RT priority.
6277  */
6278 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
6279                 struct sched_param __user *, param)
6280 {
6281         /* negative values for policy are not valid */
6282         if (policy < 0)
6283                 return -EINVAL;
6284
6285         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
6286 }
6287
6288 /**
6289  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
6290  * @pid: the pid in question.
6291  * @param: structure containing the new RT priority.
6292  */
6293 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6294 {
6295         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
6296 }
6297
6298 /**
6299  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6300  * @pid: the pid in question.
6301  */
6302 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6303 {
6304         struct task_struct *p;
6305         int retval;
6306
6307         if (pid < 0)
6308                 return -EINVAL;
6309
6310         retval = -ESRCH;
6311         read_lock(&tasklist_lock);
6312         p = find_process_by_pid(pid);
6313         if (p) {
6314                 retval = security_task_getscheduler(p);
6315                 if (!retval)
6316                         retval = p->policy;
6317         }
6318         read_unlock(&tasklist_lock);
6319         return retval;
6320 }
6321
6322 /**
6323  * sys_sched_getscheduler - get the RT priority of a thread
6324  * @pid: the pid in question.
6325  * @param: structure containing the RT priority.
6326  */
6327 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6328 {
6329         struct sched_param lp;
6330         struct task_struct *p;
6331         int retval;
6332
6333         if (!param || pid < 0)
6334                 return -EINVAL;
6335
6336         read_lock(&tasklist_lock);
6337         p = find_process_by_pid(pid);
6338         retval = -ESRCH;
6339         if (!p)
6340                 goto out_unlock;
6341
6342         retval = security_task_getscheduler(p);
6343         if (retval)
6344                 goto out_unlock;
6345
6346         lp.sched_priority = p->rt_priority;
6347         read_unlock(&tasklist_lock);
6348
6349         /*
6350          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6351          */
6352         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6353
6354         return retval;
6355
6356 out_unlock:
6357         read_unlock(&tasklist_lock);
6358         return retval;
6359 }
6360
6361 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6362 {
6363         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6364         struct task_struct *p;
6365         int retval;
6366
6367         get_online_cpus();
6368         read_lock(&tasklist_lock);
6369
6370         p = find_process_by_pid(pid);
6371         if (!p) {
6372                 read_unlock(&tasklist_lock);
6373                 put_online_cpus();
6374                 return -ESRCH;
6375         }
6376
6377         /*
6378          * It is not safe to call set_cpus_allowed with the
6379          * tasklist_lock held. We will bump the task_struct's
6380          * usage count and then drop tasklist_lock.
6381          */
6382         get_task_struct(p);
6383         read_unlock(&tasklist_lock);
6384
6385         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6386                 retval = -ENOMEM;
6387                 goto out_put_task;
6388         }
6389         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6390                 retval = -ENOMEM;
6391                 goto out_free_cpus_allowed;
6392         }
6393         retval = -EPERM;
6394         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
6395                 goto out_unlock;
6396
6397         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
6398         if (retval)
6399                 goto out_unlock;
6400
6401         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6402         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6403  again:
6404         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
6405
6406         if (!retval) {
6407                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6408                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6409                         /*
6410                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6411                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6412                          * cpuset's cpus_allowed
6413                          */
6414                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6415                         goto again;
6416                 }
6417         }
6418 out_unlock:
6419         free_cpumask_var(new_mask);
6420 out_free_cpus_allowed:
6421         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6422 out_put_task:
6423         put_task_struct(p);
6424         put_online_cpus();
6425         return retval;
6426 }
6427
6428 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6429                              struct cpumask *new_mask)
6430 {
6431         if (len < cpumask_size())
6432                 cpumask_clear(new_mask);
6433         else if (len > cpumask_size())
6434                 len = cpumask_size();
6435
6436         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6437 }
6438
6439 /**
6440  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
6441  * @pid: pid of the process
6442  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6443  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
6444  */
6445 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6446                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6447 {
6448         cpumask_var_t new_mask;
6449         int retval;
6450
6451         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6452                 return -ENOMEM;
6453
6454         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6455         if (retval == 0)
6456                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6457         free_cpumask_var(new_mask);
6458         return retval;
6459 }
6460
6461 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6462 {
6463         struct task_struct *p;
6464         int retval;
6465
6466         get_online_cpus();
6467         read_lock(&tasklist_lock);
6468
6469         retval = -ESRCH;
6470         p = find_process_by_pid(pid);
6471         if (!p)
6472                 goto out_unlock;
6473
6474         retval = security_task_getscheduler(p);
6475         if (retval)
6476                 goto out_unlock;
6477
6478         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6479
6480 out_unlock:
6481         read_unlock(&tasklist_lock);
6482         put_online_cpus();
6483
6484         return retval;
6485 }
6486
6487 /**
6488  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
6489  * @pid: pid of the process
6490  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6491  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
6492  */
6493 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6494                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6495 {
6496         int ret;
6497         cpumask_var_t mask;
6498
6499         if (len < cpumask_size())
6500                 return -EINVAL;
6501
6502         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6503                 return -ENOMEM;
6504
6505         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6506         if (ret == 0) {
6507                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, cpumask_size()))
6508                         ret = -EFAULT;
6509                 else
6510                         ret = cpumask_size();
6511         }
6512         free_cpumask_var(mask);
6513
6514         return ret;
6515 }
6516
6517 /**
6518  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6519  *
6520  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6521  * other threads running on this CPU then this function will return.
6522  */
6523 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6524 {
6525         struct rq *rq = this_rq_lock();
6526
6527         schedstat_inc(rq, yld_count);
6528         current->sched_class->yield_task(rq);
6529
6530         /*
6531          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6532          * no need to preempt or enable interrupts:
6533          */
6534         __release(rq->lock);
6535         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
6536         _raw_spin_unlock(&rq->lock);
6537         preempt_enable_no_resched();
6538
6539         schedule();
6540
6541         return 0;
6542 }
6543
6544 static void __cond_resched(void)
6545 {
6546 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK_SLEEP
6547         __might_sleep(__FILE__, __LINE__);
6548 #endif
6549         /*
6550          * The BKS might be reacquired before we have dropped
6551          * PREEMPT_ACTIVE, which could trigger a second
6552          * cond_resched() call.
6553          */
6554         do {
6555                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6556                 schedule();
6557                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6558         } while (need_resched());
6559 }
6560
6561 int __sched _cond_resched(void)
6562 {
6563         if (need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE) &&
6564                                         system_state == SYSTEM_RUNNING) {
6565                 __cond_resched();
6566                 return 1;
6567         }
6568         return 0;
6569 }
6570 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6571
6572 /*
6573  * cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6574  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6575  *
6576  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
6577  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6578  * spin_unlock(), once by hand).
6579  */
6580 int cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6581 {
6582         int resched = need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING;
6583         int ret = 0;
6584
6585         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6586                 spin_unlock(lock);
6587                 if (resched && need_resched())
6588                         __cond_resched();
6589                 else
6590                         cpu_relax();
6591                 ret = 1;
6592                 spin_lock(lock);
6593         }
6594         return ret;
6595 }
6596 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_lock);
6597
6598 int __sched cond_resched_softirq(void)
6599 {
6600         BUG_ON(!in_softirq());
6601
6602         if (need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING) {
6603                 local_bh_enable();
6604                 __cond_resched();
6605                 local_bh_disable();
6606                 return 1;
6607         }
6608         return 0;
6609 }
6610 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_softirq);
6611
6612 /**
6613  * yield - yield the current processor to other threads.
6614  *
6615  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6616  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6617  */
6618 void __sched yield(void)
6619 {
6620         set_current_state(TASK_RUNNING);
6621         sys_sched_yield();
6622 }
6623 EXPORT_SYMBOL(yield);
6624
6625 /*
6626  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6627  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6628  *
6629  * But don't do that if it is a deliberate, throttling IO wait (this task
6630  * has set its backing_dev_info: the queue against which it should throttle)
6631  */
6632 void __sched io_schedule(void)
6633 {
6634         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
6635
6636         delayacct_blkio_start();
6637         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6638         schedule();
6639         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6640         delayacct_blkio_end();
6641 }
6642 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6643
6644 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6645 {
6646         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
6647         long ret;
6648
6649         delayacct_blkio_start();
6650         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6651         ret = schedule_timeout(timeout);
6652         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6653         delayacct_blkio_end();
6654         return ret;
6655 }
6656
6657 /**
6658  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6659  * @policy: scheduling class.
6660  *
6661  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6662  * by a given scheduling class.
6663  */
6664 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6665 {
6666         int ret = -EINVAL;
6667
6668         switch (policy) {
6669         case SCHED_FIFO:
6670         case SCHED_RR:
6671                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6672                 break;
6673         case SCHED_NORMAL:
6674         case SCHED_BATCH:
6675         case SCHED_IDLE:
6676                 ret = 0;
6677                 break;
6678         }
6679         return ret;
6680 }
6681
6682 /**
6683  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6684  * @policy: scheduling class.
6685  *
6686  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6687  * by a given scheduling class.
6688  */
6689 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6690 {
6691         int ret = -EINVAL;
6692
6693         switch (policy) {
6694         case SCHED_FIFO:
6695         case SCHED_RR:
6696                 ret = 1;
6697                 break;
6698         case SCHED_NORMAL:
6699         case SCHED_BATCH:
6700         case SCHED_IDLE:
6701                 ret = 0;
6702         }
6703         return ret;
6704 }
6705
6706 /**
6707  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6708  * @pid: pid of the process.
6709  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6710  *
6711  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6712  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6713  */
6714 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6715                 struct timespec __user *, interval)
6716 {
6717         struct task_struct *p;
6718         unsigned int time_slice;
6719         int retval;
6720         struct timespec t;
6721
6722         if (pid < 0)
6723                 return -EINVAL;
6724
6725         retval = -ESRCH;
6726         read_lock(&tasklist_lock);
6727         p = find_process_by_pid(pid);
6728         if (!p)
6729                 goto out_unlock;
6730
6731         retval = security_task_getscheduler(p);
6732         if (retval)
6733                 goto out_unlock;
6734
6735         /*
6736          * Time slice is 0 for SCHED_FIFO tasks and for SCHED_OTHER
6737          * tasks that are on an otherwise idle runqueue:
6738          */
6739         time_slice = 0;
6740         if (p->policy == SCHED_RR) {
6741                 time_slice = DEF_TIMESLICE;
6742         } else if (p->policy != SCHED_FIFO) {
6743                 struct sched_entity *se = &p->se;
6744                 unsigned long flags;
6745                 struct rq *rq;
6746
6747                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
6748                 if (rq->cfs.load.weight)
6749                         time_slice = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
6750                 task_rq_unlock(rq, &flags);
6751         }
6752         read_unlock(&tasklist_lock);
6753         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
6754         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
6755         return retval;
6756
6757 out_unlock:
6758         read_unlock(&tasklist_lock);
6759         return retval;
6760 }
6761
6762 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
6763
6764 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6765 {
6766         unsigned long free = 0;
6767         unsigned state;
6768
6769         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6770         printk(KERN_INFO "%-13.13s %c", p->comm,
6771                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6772 #if BITS_PER_LONG == 32
6773         if (state == TASK_RUNNING)
6774                 printk(KERN_CONT " running  ");
6775         else
6776                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6777 #else
6778         if (state == TASK_RUNNING)
6779                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6780         else
6781                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
6782 #endif
6783 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6784         free = stack_not_used(p);
6785 #endif
6786         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6787                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent),
6788                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6789
6790         show_stack(p, NULL);
6791 }
6792
6793 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6794 {
6795         struct task_struct *g, *p;
6796
6797 #if BITS_PER_LONG == 32
6798         printk(KERN_INFO
6799                 "  task                PC stack   pid father\n");
6800 #else
6801         printk(KERN_INFO
6802                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6803 #endif
6804         read_lock(&tasklist_lock);
6805         do_each_thread(g, p) {
6806                 /*
6807                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6808                  * console might take alot of time:
6809                  */
6810                 touch_nmi_watchdog();
6811                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
6812                         sched_show_task(p);
6813         } while_each_thread(g, p);
6814
6815         touch_all_softlockup_watchdogs();
6816
6817 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6818         sysrq_sched_debug_show();
6819 #endif
6820         read_unlock(&tasklist_lock);
6821         /*
6822          * Only show locks if all tasks are dumped:
6823          */
6824         if (state_filter == -1)
6825                 debug_show_all_locks();
6826 }
6827
6828 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
6829 {
6830         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6831 }
6832
6833 /**
6834  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6835  * @idle: task in question
6836  * @cpu: cpu the idle task belongs to
6837  *
6838  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6839  * flag, to make booting more robust.
6840  */
6841 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6842 {
6843         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6844         unsigned long flags;
6845
6846         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6847
6848         __sched_fork(idle);
6849         idle->se.exec_start = sched_clock();
6850
6851         idle->prio = idle->normal_prio = MAX_PRIO;
6852         cpumask_copy(&idle->cpus_allowed, cpumask_of(cpu));
6853         __set_task_cpu(idle, cpu);
6854
6855         rq->curr = rq->idle = idle;
6856 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
6857         idle->oncpu = 1;
6858 #endif
6859         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6860
6861         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6862 #if defined(CONFIG_PREEMPT)
6863         task_thread_info(idle)->preempt_count = (idle->lock_depth >= 0);
6864 #else
6865         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
6866 #endif
6867         /*
6868          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6869          */
6870         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6871         ftrace_graph_init_task(idle);
6872 }
6873
6874 /*
6875  * In a system that switches off the HZ timer nohz_cpu_mask
6876  * indicates which cpus entered this state. This is used
6877  * in the rcu update to wait only for active cpus. For system
6878  * which do not switch off the HZ timer nohz_cpu_mask should
6879  * always be CPU_BITS_NONE.
6880  */
6881 cpumask_var_t nohz_cpu_mask;
6882
6883 /*
6884  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
6885  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
6886  * to users decreases. But the relationship is not linear,
6887  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
6888  * number of CPUs.
6889  *
6890  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
6891  */
6892 static inline void sched_init_granularity(void)
6893 {
6894         unsigned int factor = 1 + ilog2(num_online_cpus());
6895         const unsigned long limit = 200000000;
6896
6897         sysctl_sched_min_granularity *= factor;
6898         if (sysctl_sched_min_granularity > limit)