Merge branch 'x86/urgent' into x86/xen
[linux-2.6.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <linux/smp_lock.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/kthread.h>
58 #include <linux/proc_fs.h>
59 #include <linux/seq_file.h>
60 #include <linux/sysctl.h>
61 #include <linux/syscalls.h>
62 #include <linux/times.h>
63 #include <linux/tsacct_kern.h>
64 #include <linux/kprobes.h>
65 #include <linux/delayacct.h>
66 #include <linux/reciprocal_div.h>
67 #include <linux/unistd.h>
68 #include <linux/pagemap.h>
69 #include <linux/hrtimer.h>
70 #include <linux/tick.h>
71 #include <linux/bootmem.h>
72 #include <linux/debugfs.h>
73 #include <linux/ctype.h>
74 #include <linux/ftrace.h>
75 #include <trace/sched.h>
76
77 #include <asm/tlb.h>
78 #include <asm/irq_regs.h>
79
80 #include "sched_cpupri.h"
81
82 /*
83  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
84  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
85  * and back.
86  */
87 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
88 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
89 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
90
91 /*
92  * 'User priority' is the nice value converted to something we
93  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
94  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
95  */
96 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
97 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
98 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
99
100 /*
101  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
102  */
103 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
104
105 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
106 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
107
108 /*
109  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
110  *
111  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
112  * Timeslices get refilled after they expire.
113  */
114 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
115
116 /*
117  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
118  */
119 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
120
121 DEFINE_TRACE(sched_wait_task);
122 DEFINE_TRACE(sched_wakeup);
123 DEFINE_TRACE(sched_wakeup_new);
124 DEFINE_TRACE(sched_switch);
125 DEFINE_TRACE(sched_migrate_task);
126
127 #ifdef CONFIG_SMP
128
129 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
130
131 /*
132  * Divide a load by a sched group cpu_power : (load / sg->__cpu_power)
133  * Since cpu_power is a 'constant', we can use a reciprocal divide.
134  */
135 static inline u32 sg_div_cpu_power(const struct sched_group *sg, u32 load)
136 {
137         return reciprocal_divide(load, sg->reciprocal_cpu_power);
138 }
139
140 /*
141  * Each time a sched group cpu_power is changed,
142  * we must compute its reciprocal value
143  */
144 static inline void sg_inc_cpu_power(struct sched_group *sg, u32 val)
145 {
146         sg->__cpu_power += val;
147         sg->reciprocal_cpu_power = reciprocal_value(sg->__cpu_power);
148 }
149 #endif
150
151 static inline int rt_policy(int policy)
152 {
153         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
154                 return 1;
155         return 0;
156 }
157
158 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
159 {
160         return rt_policy(p->policy);
161 }
162
163 /*
164  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
165  */
166 struct rt_prio_array {
167         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
168         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
169 };
170
171 struct rt_bandwidth {
172         /* nests inside the rq lock: */
173         spinlock_t              rt_runtime_lock;
174         ktime_t                 rt_period;
175         u64                     rt_runtime;
176         struct hrtimer          rt_period_timer;
177 };
178
179 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
180
181 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
182
183 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
184 {
185         struct rt_bandwidth *rt_b =
186                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
187         ktime_t now;
188         int overrun;
189         int idle = 0;
190
191         for (;;) {
192                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
193                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
194
195                 if (!overrun)
196                         break;
197
198                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
199         }
200
201         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
202 }
203
204 static
205 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
206 {
207         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
208         rt_b->rt_runtime = runtime;
209
210         spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
211
212         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
213                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
214         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
215 }
216
217 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
218 {
219         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
220 }
221
222 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
223 {
224         ktime_t now;
225
226         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
227                 return;
228
229         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
230                 return;
231
232         spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
233         for (;;) {
234                 unsigned long delta;
235                 ktime_t soft, hard;
236
237                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
238                         break;
239
240                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
241                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
242
243                 soft = hrtimer_get_softexpires(&rt_b->rt_period_timer);
244                 hard = hrtimer_get_expires(&rt_b->rt_period_timer);
245                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
246                 __hrtimer_start_range_ns(&rt_b->rt_period_timer, soft, delta,
247                                 HRTIMER_MODE_ABS, 0);
248         }
249         spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
250 }
251
252 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
253 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
254 {
255         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
256 }
257 #endif
258
259 /*
260  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
261  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
262  */
263 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
264
265 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
266
267 #include <linux/cgroup.h>
268
269 struct cfs_rq;
270
271 static LIST_HEAD(task_groups);
272
273 /* task group related information */
274 struct task_group {
275 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
276         struct cgroup_subsys_state css;
277 #endif
278
279 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
280         uid_t uid;
281 #endif
282
283 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
284         /* schedulable entities of this group on each cpu */
285         struct sched_entity **se;
286         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
287         struct cfs_rq **cfs_rq;
288         unsigned long shares;
289 #endif
290
291 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
292         struct sched_rt_entity **rt_se;
293         struct rt_rq **rt_rq;
294
295         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
296 #endif
297
298         struct rcu_head rcu;
299         struct list_head list;
300
301         struct task_group *parent;
302         struct list_head siblings;
303         struct list_head children;
304 };
305
306 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
307
308 /* Helper function to pass uid information to create_sched_user() */
309 void set_tg_uid(struct user_struct *user)
310 {
311         user->tg->uid = user->uid;
312 }
313
314 /*
315  * Root task group.
316  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
317  *      be a child to this group.
318  */
319 struct task_group root_task_group;
320
321 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
322 /* Default task group's sched entity on each cpu */
323 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
324 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
325 static DEFINE_PER_CPU(struct cfs_rq, init_cfs_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
326 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
327
328 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
329 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
330 static DEFINE_PER_CPU(struct rt_rq, init_rt_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
331 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
332 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
333 #define root_task_group init_task_group
334 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
335
336 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
337  * a task group's cpu shares.
338  */
339 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
340
341 #ifdef CONFIG_SMP
342 static int root_task_group_empty(void)
343 {
344         return list_empty(&root_task_group.children);
345 }
346 #endif
347
348 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
349 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
350 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
351 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
352 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
353 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
354
355 /*
356  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
357  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
358  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
359  * too large, so as the shares value of a task group.
360  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
361  *  limitation from this.)
362  */
363 #define MIN_SHARES      2
364 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
365
366 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
367 #endif
368
369 /* Default task group.
370  *      Every task in system belong to this group at bootup.
371  */
372 struct task_group init_task_group;
373
374 /* return group to which a task belongs */
375 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
376 {
377         struct task_group *tg;
378
379 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
380         rcu_read_lock();
381         tg = __task_cred(p)->user->tg;
382         rcu_read_unlock();
383 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
384         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
385                                 struct task_group, css);
386 #else
387         tg = &init_task_group;
388 #endif
389         return tg;
390 }
391
392 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
393 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
394 {
395 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
396         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
397         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
398 #endif
399
400 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
401         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
402         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
403 #endif
404 }
405
406 #else
407
408 #ifdef CONFIG_SMP
409 static int root_task_group_empty(void)
410 {
411         return 1;
412 }
413 #endif
414
415 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
416 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
417 {
418         return NULL;
419 }
420
421 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
422
423 /* CFS-related fields in a runqueue */
424 struct cfs_rq {
425         struct load_weight load;
426         unsigned long nr_running;
427
428         u64 exec_clock;
429         u64 min_vruntime;
430
431         struct rb_root tasks_timeline;
432         struct rb_node *rb_leftmost;
433
434         struct list_head tasks;
435         struct list_head *balance_iterator;
436
437         /*
438          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
439          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
440          */
441         struct sched_entity *curr, *next, *last;
442
443         unsigned int nr_spread_over;
444
445 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
446         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
447
448         /*
449          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
450          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
451          * (like users, containers etc.)
452          *
453          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
454          * list is used during load balance.
455          */
456         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
457         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
458
459 #ifdef CONFIG_SMP
460         /*
461          * the part of load.weight contributed by tasks
462          */
463         unsigned long task_weight;
464
465         /*
466          *   h_load = weight * f(tg)
467          *
468          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
469          * this group.
470          */
471         unsigned long h_load;
472
473         /*
474          * this cpu's part of tg->shares
475          */
476         unsigned long shares;
477
478         /*
479          * load.weight at the time we set shares
480          */
481         unsigned long rq_weight;
482 #endif
483 #endif
484 };
485
486 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
487 struct rt_rq {
488         struct rt_prio_array active;
489         unsigned long rt_nr_running;
490 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
491         struct {
492                 int curr; /* highest queued rt task prio */
493 #ifdef CONFIG_SMP
494                 int next; /* next highest */
495 #endif
496         } highest_prio;
497 #endif
498 #ifdef CONFIG_SMP
499         unsigned long rt_nr_migratory;
500         int overloaded;
501         struct plist_head pushable_tasks;
502 #endif
503         int rt_throttled;
504         u64 rt_time;
505         u64 rt_runtime;
506         /* Nests inside the rq lock: */
507         spinlock_t rt_runtime_lock;
508
509 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
510         unsigned long rt_nr_boosted;
511
512         struct rq *rq;
513         struct list_head leaf_rt_rq_list;
514         struct task_group *tg;
515         struct sched_rt_entity *rt_se;
516 #endif
517 };
518
519 #ifdef CONFIG_SMP
520
521 /*
522  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
523  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
524  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
525  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
526  * object.
527  *
528  */
529 struct root_domain {
530         atomic_t refcount;
531         cpumask_var_t span;
532         cpumask_var_t online;
533
534         /*
535          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
536          * one runnable RT task.
537          */
538         cpumask_var_t rto_mask;
539         atomic_t rto_count;
540 #ifdef CONFIG_SMP
541         struct cpupri cpupri;
542 #endif
543 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
544         /*
545          * Preferred wake up cpu nominated by sched_mc balance that will be
546          * used when most cpus are idle in the system indicating overall very
547          * low system utilisation. Triggered at POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP(2)
548          */
549         unsigned int sched_mc_preferred_wakeup_cpu;
550 #endif
551 };
552
553 /*
554  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
555  * members (mimicking the global state we have today).
556  */
557 static struct root_domain def_root_domain;
558
559 #endif
560
561 /*
562  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
563  *
564  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
565  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
566  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
567  */
568 struct rq {
569         /* runqueue lock: */
570         spinlock_t lock;
571
572         /*
573          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
574          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
575          */
576         unsigned long nr_running;
577         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
578         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
579 #ifdef CONFIG_NO_HZ
580         unsigned long last_tick_seen;
581         unsigned char in_nohz_recently;
582 #endif
583         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
584         struct load_weight load;
585         unsigned long nr_load_updates;
586         u64 nr_switches;
587
588         struct cfs_rq cfs;
589         struct rt_rq rt;
590
591 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
592         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
593         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
594 #endif
595 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
596         struct list_head leaf_rt_rq_list;
597 #endif
598
599         /*
600          * This is part of a global counter where only the total sum
601          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
602          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
603          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
604          */
605         unsigned long nr_uninterruptible;
606
607         struct task_struct *curr, *idle;
608         unsigned long next_balance;
609         struct mm_struct *prev_mm;
610
611         u64 clock;
612
613         atomic_t nr_iowait;
614
615 #ifdef CONFIG_SMP
616         struct root_domain *rd;
617         struct sched_domain *sd;
618
619         unsigned char idle_at_tick;
620         /* For active balancing */
621         int active_balance;
622         int push_cpu;
623         /* cpu of this runqueue: */
624         int cpu;
625         int online;
626
627         unsigned long avg_load_per_task;
628
629         struct task_struct *migration_thread;
630         struct list_head migration_queue;
631 #endif
632
633 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
634 #ifdef CONFIG_SMP
635         int hrtick_csd_pending;
636         struct call_single_data hrtick_csd;
637 #endif
638         struct hrtimer hrtick_timer;
639 #endif
640
641 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
642         /* latency stats */
643         struct sched_info rq_sched_info;
644         unsigned long long rq_cpu_time;
645         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
646
647         /* sys_sched_yield() stats */
648         unsigned int yld_count;
649
650         /* schedule() stats */
651         unsigned int sched_switch;
652         unsigned int sched_count;
653         unsigned int sched_goidle;
654
655         /* try_to_wake_up() stats */
656         unsigned int ttwu_count;
657         unsigned int ttwu_local;
658
659         /* BKL stats */
660         unsigned int bkl_count;
661 #endif
662 };
663
664 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
665
666 static inline void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sync)
667 {
668         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, sync);
669 }
670
671 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
672 {
673 #ifdef CONFIG_SMP
674         return rq->cpu;
675 #else
676         return 0;
677 #endif
678 }
679
680 /*
681  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
682  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
683  *
684  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
685  * preempt-disabled sections.
686  */
687 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
688         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
689
690 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
691 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
692 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
693 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
694
695 static inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
696 {
697         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
698 }
699
700 /*
701  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
702  */
703 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
704 # define const_debug __read_mostly
705 #else
706 # define const_debug static const
707 #endif
708
709 /**
710  * runqueue_is_locked
711  *
712  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
713  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
714  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
715  */
716 int runqueue_is_locked(void)
717 {
718         int cpu = get_cpu();
719         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
720         int ret;
721
722         ret = spin_is_locked(&rq->lock);
723         put_cpu();
724         return ret;
725 }
726
727 /*
728  * Debugging: various feature bits
729  */
730
731 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
732         __SCHED_FEAT_##name ,
733
734 enum {
735 #include "sched_features.h"
736 };
737
738 #undef SCHED_FEAT
739
740 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
741         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
742
743 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
744 #include "sched_features.h"
745         0;
746
747 #undef SCHED_FEAT
748
749 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
750 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
751         #name ,
752
753 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
754 #include "sched_features.h"
755         NULL
756 };
757
758 #undef SCHED_FEAT
759
760 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
761 {
762         int i;
763
764         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
765                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
766                         seq_puts(m, "NO_");
767                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
768         }
769         seq_puts(m, "\n");
770
771         return 0;
772 }
773
774 static ssize_t
775 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
776                 size_t cnt, loff_t *ppos)
777 {
778         char buf[64];
779         char *cmp = buf;
780         int neg = 0;
781         int i;
782
783         if (cnt > 63)
784                 cnt = 63;
785
786         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
787                 return -EFAULT;
788
789         buf[cnt] = 0;
790
791         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
792                 neg = 1;
793                 cmp += 3;
794         }
795
796         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
797                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
798
799                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
800                         if (neg)
801                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
802                         else
803                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
804                         break;
805                 }
806         }
807
808         if (!sched_feat_names[i])
809                 return -EINVAL;
810
811         filp->f_pos += cnt;
812
813         return cnt;
814 }
815
816 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
817 {
818         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
819 }
820
821 static struct file_operations sched_feat_fops = {
822         .open           = sched_feat_open,
823         .write          = sched_feat_write,
824         .read           = seq_read,
825         .llseek         = seq_lseek,
826         .release        = single_release,
827 };
828
829 static __init int sched_init_debug(void)
830 {
831         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
832                         &sched_feat_fops);
833
834         return 0;
835 }
836 late_initcall(sched_init_debug);
837
838 #endif
839
840 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
841
842 /*
843  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
844  * Limited because this is done with IRQs disabled.
845  */
846 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
847
848 /*
849  * ratelimit for updating the group shares.
850  * default: 0.25ms
851  */
852 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
853
854 /*
855  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
856  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
857  * default: 4
858  */
859 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
860
861 /*
862  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
863  * default: 1s
864  */
865 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
866
867 static __read_mostly int scheduler_running;
868
869 /*
870  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
871  * default: 0.95s
872  */
873 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
874
875 static inline u64 global_rt_period(void)
876 {
877         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
878 }
879
880 static inline u64 global_rt_runtime(void)
881 {
882         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
883                 return RUNTIME_INF;
884
885         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
886 }
887
888 #ifndef prepare_arch_switch
889 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
890 #endif
891 #ifndef finish_arch_switch
892 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
893 #endif
894
895 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
896 {
897         return rq->curr == p;
898 }
899
900 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
901 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
902 {
903         return task_current(rq, p);
904 }
905
906 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
907 {
908 }
909
910 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
911 {
912 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
913         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
914         rq->lock.owner = current;
915 #endif
916         /*
917          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
918          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
919          * prev into current:
920          */
921         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
922
923         spin_unlock_irq(&rq->lock);
924 }
925
926 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
927 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
928 {
929 #ifdef CONFIG_SMP
930         return p->oncpu;
931 #else
932         return task_current(rq, p);
933 #endif
934 }
935
936 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
937 {
938 #ifdef CONFIG_SMP
939         /*
940          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
941          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
942          * here.
943          */
944         next->oncpu = 1;
945 #endif
946 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
947         spin_unlock_irq(&rq->lock);
948 #else
949         spin_unlock(&rq->lock);
950 #endif
951 }
952
953 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
954 {
955 #ifdef CONFIG_SMP
956         /*
957          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
958          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
959          * finished.
960          */
961         smp_wmb();
962         prev->oncpu = 0;
963 #endif
964 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
965         local_irq_enable();
966 #endif
967 }
968 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
969
970 /*
971  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
972  * Must be called interrupts disabled.
973  */
974 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
975         __acquires(rq->lock)
976 {
977         for (;;) {
978                 struct rq *rq = task_rq(p);
979                 spin_lock(&rq->lock);
980                 if (likely(rq == task_rq(p)))
981                         return rq;
982                 spin_unlock(&rq->lock);
983         }
984 }
985
986 /*
987  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
988  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
989  * explicitly disabling preemption.
990  */
991 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
992         __acquires(rq->lock)
993 {
994         struct rq *rq;
995
996         for (;;) {
997                 local_irq_save(*flags);
998                 rq = task_rq(p);
999                 spin_lock(&rq->lock);
1000                 if (likely(rq == task_rq(p)))
1001                         return rq;
1002                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
1003         }
1004 }
1005
1006 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
1007 {
1008         struct rq *rq = task_rq(p);
1009
1010         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
1011         spin_unlock_wait(&rq->lock);
1012 }
1013
1014 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1015         __releases(rq->lock)
1016 {
1017         spin_unlock(&rq->lock);
1018 }
1019
1020 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
1021         __releases(rq->lock)
1022 {
1023         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
1024 }
1025
1026 /*
1027  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1028  */
1029 static struct rq *this_rq_lock(void)
1030         __acquires(rq->lock)
1031 {
1032         struct rq *rq;
1033
1034         local_irq_disable();
1035         rq = this_rq();
1036         spin_lock(&rq->lock);
1037
1038         return rq;
1039 }
1040
1041 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1042 /*
1043  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1044  *
1045  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1046  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1047  * reschedule event.
1048  *
1049  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1050  * rq->lock.
1051  */
1052
1053 /*
1054  * Use hrtick when:
1055  *  - enabled by features
1056  *  - hrtimer is actually high res
1057  */
1058 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1059 {
1060         if (!sched_feat(HRTICK))
1061                 return 0;
1062         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1063                 return 0;
1064         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1065 }
1066
1067 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1068 {
1069         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1070                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1071 }
1072
1073 /*
1074  * High-resolution timer tick.
1075  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1076  */
1077 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1078 {
1079         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1080
1081         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1082
1083         spin_lock(&rq->lock);
1084         update_rq_clock(rq);
1085         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1086         spin_unlock(&rq->lock);
1087
1088         return HRTIMER_NORESTART;
1089 }
1090
1091 #ifdef CONFIG_SMP
1092 /*
1093  * called from hardirq (IPI) context
1094  */
1095 static void __hrtick_start(void *arg)
1096 {
1097         struct rq *rq = arg;
1098
1099         spin_lock(&rq->lock);
1100         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1101         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1102         spin_unlock(&rq->lock);
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Called to set the hrtick timer state.
1107  *
1108  * called with rq->lock held and irqs disabled
1109  */
1110 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1111 {
1112         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1113         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1114
1115         hrtimer_set_expires(timer, time);
1116
1117         if (rq == this_rq()) {
1118                 hrtimer_restart(timer);
1119         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1120                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1121                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1122         }
1123 }
1124
1125 static int
1126 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1127 {
1128         int cpu = (int)(long)hcpu;
1129
1130         switch (action) {
1131         case CPU_UP_CANCELED:
1132         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1133         case CPU_DOWN_PREPARE:
1134         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1135         case CPU_DEAD:
1136         case CPU_DEAD_FROZEN:
1137                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1138                 return NOTIFY_OK;
1139         }
1140
1141         return NOTIFY_DONE;
1142 }
1143
1144 static __init void init_hrtick(void)
1145 {
1146         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1147 }
1148 #else
1149 /*
1150  * Called to set the hrtick timer state.
1151  *
1152  * called with rq->lock held and irqs disabled
1153  */
1154 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1155 {
1156         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1157                         HRTIMER_MODE_REL, 0);
1158 }
1159
1160 static inline void init_hrtick(void)
1161 {
1162 }
1163 #endif /* CONFIG_SMP */
1164
1165 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1166 {
1167 #ifdef CONFIG_SMP
1168         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1169
1170         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1171         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1172         rq->hrtick_csd.info = rq;
1173 #endif
1174
1175         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1176         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1177 }
1178 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1179 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1180 {
1181 }
1182
1183 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1184 {
1185 }
1186
1187 static inline void init_hrtick(void)
1188 {
1189 }
1190 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1191
1192 /*
1193  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1194  *
1195  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1196  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1197  * the target CPU.
1198  */
1199 #ifdef CONFIG_SMP
1200
1201 #ifndef tsk_is_polling
1202 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1203 #endif
1204
1205 static void resched_task(struct task_struct *p)
1206 {
1207         int cpu;
1208
1209         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1210
1211         if (test_tsk_need_resched(p))
1212                 return;
1213
1214         set_tsk_need_resched(p);
1215
1216         cpu = task_cpu(p);
1217         if (cpu == smp_processor_id())
1218                 return;
1219
1220         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1221         smp_mb();
1222         if (!tsk_is_polling(p))
1223                 smp_send_reschedule(cpu);
1224 }
1225
1226 static void resched_cpu(int cpu)
1227 {
1228         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1229         unsigned long flags;
1230
1231         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1232                 return;
1233         resched_task(cpu_curr(cpu));
1234         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1235 }
1236
1237 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1238 /*
1239  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1240  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1241  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1242  * idle system the next event might even be infinite time into the
1243  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1244  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1245  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1246  * wheel for the next timer event.
1247  */
1248 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1249 {
1250         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1251
1252         if (cpu == smp_processor_id())
1253                 return;
1254
1255         /*
1256          * This is safe, as this function is called with the timer
1257          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1258          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1259          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1260          * timer into account automatically.
1261          */
1262         if (rq->curr != rq->idle)
1263                 return;
1264
1265         /*
1266          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1267          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1268          * idle task through an additional NOOP schedule()
1269          */
1270         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1271
1272         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1273         smp_mb();
1274         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1275                 smp_send_reschedule(cpu);
1276 }
1277 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1278
1279 #else /* !CONFIG_SMP */
1280 static void resched_task(struct task_struct *p)
1281 {
1282         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1283         set_tsk_need_resched(p);
1284 }
1285 #endif /* CONFIG_SMP */
1286
1287 #if BITS_PER_LONG == 32
1288 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1289 #else
1290 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1291 #endif
1292
1293 #define WMULT_SHIFT     32
1294
1295 /*
1296  * Shift right and round:
1297  */
1298 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1299
1300 /*
1301  * delta *= weight / lw
1302  */
1303 static unsigned long
1304 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1305                 struct load_weight *lw)
1306 {
1307         u64 tmp;
1308
1309         if (!lw->inv_weight) {
1310                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1311                         lw->inv_weight = 1;
1312                 else
1313                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1314                                 / (lw->weight+1);
1315         }
1316
1317         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1318         /*
1319          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1320          */
1321         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1322                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1323                         WMULT_SHIFT/2);
1324         else
1325                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1326
1327         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1328 }
1329
1330 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1331 {
1332         lw->weight += inc;
1333         lw->inv_weight = 0;
1334 }
1335
1336 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1337 {
1338         lw->weight -= dec;
1339         lw->inv_weight = 0;
1340 }
1341
1342 /*
1343  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1344  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1345  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1346  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1347  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1348  * slice expiry etc.
1349  */
1350
1351 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1352 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1353
1354 /*
1355  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1356  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1357  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1358  * that remained on nice 0.
1359  *
1360  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1361  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1362  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1363  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1364  * the relative distance between them is ~25%.)
1365  */
1366 static const int prio_to_weight[40] = {
1367  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1368  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1369  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1370  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1371  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1372  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1373  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1374  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1375 };
1376
1377 /*
1378  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1379  *
1380  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1381  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1382  * into multiplications:
1383  */
1384 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1385  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1386  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1387  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1388  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1389  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1390  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1391  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1392  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1393 };
1394
1395 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1396
1397 /*
1398  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1399  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1400  * structures to the load-balancing proper:
1401  */
1402 struct rq_iterator {
1403         void *arg;
1404         struct task_struct *(*start)(void *);
1405         struct task_struct *(*next)(void *);
1406 };
1407
1408 #ifdef CONFIG_SMP
1409 static unsigned long
1410 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1411               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1412               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1413               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1414
1415 static int
1416 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1417                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1418                    struct rq_iterator *iterator);
1419 #endif
1420
1421 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1422 enum cpuacct_stat_index {
1423         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1424         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1425
1426         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1427 };
1428
1429 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1430 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1431 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1432                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1433 #else
1434 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1435 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1436                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1437 #endif
1438
1439 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1440 {
1441         update_load_add(&rq->load, load);
1442 }
1443
1444 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1445 {
1446         update_load_sub(&rq->load, load);
1447 }
1448
1449 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1450 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1451
1452 /*
1453  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1454  * leaving it for the final time.
1455  */
1456 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1457 {
1458         struct task_group *parent, *child;
1459         int ret;
1460
1461         rcu_read_lock();
1462         parent = &root_task_group;
1463 down:
1464         ret = (*down)(parent, data);
1465         if (ret)
1466                 goto out_unlock;
1467         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1468                 parent = child;
1469                 goto down;
1470
1471 up:
1472                 continue;
1473         }
1474         ret = (*up)(parent, data);
1475         if (ret)
1476                 goto out_unlock;
1477
1478         child = parent;
1479         parent = parent->parent;
1480         if (parent)
1481                 goto up;
1482 out_unlock:
1483         rcu_read_unlock();
1484
1485         return ret;
1486 }
1487
1488 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1489 {
1490         return 0;
1491 }
1492 #endif
1493
1494 #ifdef CONFIG_SMP
1495 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1496 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1497 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1498
1499 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1500 {
1501         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1502         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1503
1504         if (nr_running)
1505                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1506         else
1507                 rq->avg_load_per_task = 0;
1508
1509         return rq->avg_load_per_task;
1510 }
1511
1512 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1513
1514 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1515
1516 /*
1517  * Calculate and set the cpu's group shares.
1518  */
1519 static void
1520 update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1521                         unsigned long sd_shares, unsigned long sd_rq_weight)
1522 {
1523         unsigned long shares;
1524         unsigned long rq_weight;
1525
1526         if (!tg->se[cpu])
1527                 return;
1528
1529         rq_weight = tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight;
1530
1531         /*
1532          *           \Sum shares * rq_weight
1533          * shares =  -----------------------
1534          *               \Sum rq_weight
1535          *
1536          */
1537         shares = (sd_shares * rq_weight) / sd_rq_weight;
1538         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1539
1540         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1541                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1542                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1543                 unsigned long flags;
1544
1545                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1546                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = shares;
1547
1548                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1549                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1550         }
1551 }
1552
1553 /*
1554  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1555  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1556  * parent group depends on the shares of its child groups.
1557  */
1558 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1559 {
1560         unsigned long weight, rq_weight = 0;
1561         unsigned long shares = 0;
1562         struct sched_domain *sd = data;
1563         int i;
1564
1565         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1566                 /*
1567                  * If there are currently no tasks on the cpu pretend there
1568                  * is one of average load so that when a new task gets to
1569                  * run here it will not get delayed by group starvation.
1570                  */
1571                 weight = tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1572                 if (!weight)
1573                         weight = NICE_0_LOAD;
1574
1575                 tg->cfs_rq[i]->rq_weight = weight;
1576                 rq_weight += weight;
1577                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1578         }
1579
1580         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1581                 shares = tg->shares;
1582
1583         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1584                 shares = tg->shares;
1585
1586         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd))
1587                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight);
1588
1589         return 0;
1590 }
1591
1592 /*
1593  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1594  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1595  * group is a fraction of its parents load.
1596  */
1597 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1598 {
1599         unsigned long load;
1600         long cpu = (long)data;
1601
1602         if (!tg->parent) {
1603                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1604         } else {
1605                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1606                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1607                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1608         }
1609
1610         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1611
1612         return 0;
1613 }
1614
1615 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1616 {
1617         u64 now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1618         s64 elapsed = now - sd->last_update;
1619
1620         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1621                 sd->last_update = now;
1622                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1623         }
1624 }
1625
1626 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1627 {
1628         spin_unlock(&rq->lock);
1629         update_shares(sd);
1630         spin_lock(&rq->lock);
1631 }
1632
1633 static void update_h_load(long cpu)
1634 {
1635         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1636 }
1637
1638 #else
1639
1640 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1641 {
1642 }
1643
1644 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1645 {
1646 }
1647
1648 #endif
1649
1650 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1651
1652 /*
1653  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1654  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1655  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1656  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1657  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1658  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1659  */
1660 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1661         __releases(this_rq->lock)
1662         __acquires(busiest->lock)
1663         __acquires(this_rq->lock)
1664 {
1665         spin_unlock(&this_rq->lock);
1666         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1667
1668         return 1;
1669 }
1670
1671 #else
1672 /*
1673  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1674  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1675  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1676  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1677  * regardless of entry order into the function.
1678  */
1679 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1680         __releases(this_rq->lock)
1681         __acquires(busiest->lock)
1682         __acquires(this_rq->lock)
1683 {
1684         int ret = 0;
1685
1686         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
1687                 if (busiest < this_rq) {
1688                         spin_unlock(&this_rq->lock);
1689                         spin_lock(&busiest->lock);
1690                         spin_lock_nested(&this_rq->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1691                         ret = 1;
1692                 } else
1693                         spin_lock_nested(&busiest->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1694         }
1695         return ret;
1696 }
1697
1698 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1699
1700 /*
1701  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1702  */
1703 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1704 {
1705         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1706                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1707                 spin_unlock(&this_rq->lock);
1708                 BUG_ON(1);
1709         }
1710
1711         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1712 }
1713
1714 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1715         __releases(busiest->lock)
1716 {
1717         spin_unlock(&busiest->lock);
1718         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1719 }
1720 #endif
1721
1722 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1723 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1724 {
1725 #ifdef CONFIG_SMP
1726         cfs_rq->shares = shares;
1727 #endif
1728 }
1729 #endif
1730
1731 #include "sched_stats.h"
1732 #include "sched_idletask.c"
1733 #include "sched_fair.c"
1734 #include "sched_rt.c"
1735 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1736 # include "sched_debug.c"
1737 #endif
1738
1739 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1740 #define for_each_class(class) \
1741    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1742
1743 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1744 {
1745         rq->nr_running++;
1746 }
1747
1748 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1749 {
1750         rq->nr_running--;
1751 }
1752
1753 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1754 {
1755         if (task_has_rt_policy(p)) {
1756                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1757                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1758                 return;
1759         }
1760
1761         /*
1762          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1763          */
1764         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1765                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1766                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1767                 return;
1768         }
1769
1770         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1771         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1772 }
1773
1774 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1775 {
1776         s64 diff = sample - *avg;
1777         *avg += diff >> 3;
1778 }
1779
1780 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1781 {
1782         if (wakeup)
1783                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1784
1785         sched_info_queued(p);
1786         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1787         p->se.on_rq = 1;
1788 }
1789
1790 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1791 {
1792         if (sleep) {
1793                 if (p->se.last_wakeup) {
1794                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1795                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1796                         p->se.last_wakeup = 0;
1797                 } else {
1798                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1799                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1800                 }
1801         }
1802
1803         sched_info_dequeued(p);
1804         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1805         p->se.on_rq = 0;
1806 }
1807
1808 /*
1809  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1810  */
1811 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1812 {
1813         return p->static_prio;
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1818  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1819  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1820  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1821  * estimator recalculates.
1822  */
1823 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1824 {
1825         int prio;
1826
1827         if (task_has_rt_policy(p))
1828                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1829         else
1830                 prio = __normal_prio(p);
1831         return prio;
1832 }
1833
1834 /*
1835  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1836  * taken into account by the scheduler. This value might
1837  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1838  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1839  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1840  */
1841 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1842 {
1843         p->normal_prio = normal_prio(p);
1844         /*
1845          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1846          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1847          * to the normal priority:
1848          */
1849         if (!rt_prio(p->prio))
1850                 return p->normal_prio;
1851         return p->prio;
1852 }
1853
1854 /*
1855  * activate_task - move a task to the runqueue.
1856  */
1857 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1858 {
1859         if (task_contributes_to_load(p))
1860                 rq->nr_uninterruptible--;
1861
1862         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1863         inc_nr_running(rq);
1864 }
1865
1866 /*
1867  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1868  */
1869 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1870 {
1871         if (task_contributes_to_load(p))
1872                 rq->nr_uninterruptible++;
1873
1874         dequeue_task(rq, p, sleep);
1875         dec_nr_running(rq);
1876 }
1877
1878 /**
1879  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1880  * @p: the task in question.
1881  */
1882 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1883 {
1884         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1885 }
1886
1887 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1888 {
1889         set_task_rq(p, cpu);
1890 #ifdef CONFIG_SMP
1891         /*
1892          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1893          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1894          * per-task data have been completed by this moment.
1895          */
1896         smp_wmb();
1897         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1898 #endif
1899 }
1900
1901 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1902                                        const struct sched_class *prev_class,
1903                                        int oldprio, int running)
1904 {
1905         if (prev_class != p->sched_class) {
1906                 if (prev_class->switched_from)
1907                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1908                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1909         } else
1910                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1911 }
1912
1913 #ifdef CONFIG_SMP
1914
1915 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1916 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1917 {
1918         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1919 }
1920
1921 /*
1922  * Is this task likely cache-hot:
1923  */
1924 static int
1925 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
1926 {
1927         s64 delta;
1928
1929         /*
1930          * Buddy candidates are cache hot:
1931          */
1932         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) &&
1933                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
1934                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
1935                 return 1;
1936
1937         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
1938                 return 0;
1939
1940         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
1941                 return 1;
1942         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
1943                 return 0;
1944
1945         delta = now - p->se.exec_start;
1946
1947         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
1948 }
1949
1950
1951 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1952 {
1953         int old_cpu = task_cpu(p);
1954         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
1955         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
1956                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
1957         u64 clock_offset;
1958
1959         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
1960
1961         trace_sched_migrate_task(p, task_cpu(p), new_cpu);
1962
1963 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1964         if (p->se.wait_start)
1965                 p->se.wait_start -= clock_offset;
1966         if (p->se.sleep_start)
1967                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
1968         if (p->se.block_start)
1969                 p->se.block_start -= clock_offset;
1970         if (old_cpu != new_cpu) {
1971                 schedstat_inc(p, se.nr_migrations);
1972                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
1973                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
1974         }
1975 #endif
1976         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
1977                                          new_cfsrq->min_vruntime;
1978
1979         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1980 }
1981
1982 struct migration_req {
1983         struct list_head list;
1984
1985         struct task_struct *task;
1986         int dest_cpu;
1987
1988         struct completion done;
1989 };
1990
1991 /*
1992  * The task's runqueue lock must be held.
1993  * Returns true if you have to wait for migration thread.
1994  */
1995 static int
1996 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
1997 {
1998         struct rq *rq = task_rq(p);
1999
2000         /*
2001          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
2002          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
2003          */
2004         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
2005                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
2006                 return 0;
2007         }
2008
2009         init_completion(&req->done);
2010         req->task = p;
2011         req->dest_cpu = dest_cpu;
2012         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2013
2014         return 1;
2015 }
2016
2017 /*
2018  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2019  *
2020  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2021  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2022  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2023  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2024  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2025  * @p has remained unscheduled the whole time.
2026  *
2027  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2028  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2029  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2030  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2031  * waiting to become inactive.
2032  */
2033 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2034 {
2035         unsigned long flags;
2036         int running, on_rq;
2037         unsigned long ncsw;
2038         struct rq *rq;
2039
2040         for (;;) {
2041                 /*
2042                  * We do the initial early heuristics without holding
2043                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2044                  * the runqueue lock when things look like they will
2045                  * work out!
2046                  */
2047                 rq = task_rq(p);
2048
2049                 /*
2050                  * If the task is actively running on another CPU
2051                  * still, just relax and busy-wait without holding
2052                  * any locks.
2053                  *
2054                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2055                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2056                  * But we don't care, since "task_running()" will
2057                  * return false if the runqueue has changed and p
2058                  * is actually now running somewhere else!
2059                  */
2060                 while (task_running(rq, p)) {
2061                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2062                                 return 0;
2063                         cpu_relax();
2064                 }
2065
2066                 /*
2067                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2068                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2069                  * just go back and repeat.
2070                  */
2071                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2072                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2073                 running = task_running(rq, p);
2074                 on_rq = p->se.on_rq;
2075                 ncsw = 0;
2076                 if (!match_state || p->state == match_state)
2077                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2078                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2079
2080                 /*
2081                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2082                  */
2083                 if (unlikely(!ncsw))
2084                         break;
2085
2086                 /*
2087                  * Was it really running after all now that we
2088                  * checked with the proper locks actually held?
2089                  *
2090                  * Oops. Go back and try again..
2091                  */
2092                 if (unlikely(running)) {
2093                         cpu_relax();
2094                         continue;
2095                 }
2096
2097                 /*
2098                  * It's not enough that it's not actively running,
2099                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2100                  * preempted!
2101                  *
2102                  * So if it was still runnable (but just not actively
2103                  * running right now), it's preempted, and we should
2104                  * yield - it could be a while.
2105                  */
2106                 if (unlikely(on_rq)) {
2107                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2108                         continue;
2109                 }
2110
2111                 /*
2112                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2113                  * runnable, which means that it will never become
2114                  * running in the future either. We're all done!
2115                  */
2116                 break;
2117         }
2118
2119         return ncsw;
2120 }
2121
2122 /***
2123  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2124  * @p: the to-be-kicked thread
2125  *
2126  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2127  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2128  *
2129  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2130  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2131  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2132  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2133  * achieved as well.
2134  */
2135 void kick_process(struct task_struct *p)
2136 {
2137         int cpu;
2138
2139         preempt_disable();
2140         cpu = task_cpu(p);
2141         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2142                 smp_send_reschedule(cpu);
2143         preempt_enable();
2144 }
2145
2146 /*
2147  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2148  * according to the scheduling class and "nice" value.
2149  *
2150  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2151  * balance conservatively.
2152  */
2153 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2154 {
2155         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2156         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2157
2158         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2159                 return total;
2160
2161         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2162 }
2163
2164 /*
2165  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2166  * according to the scheduling class and "nice" value.
2167  */
2168 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2169 {
2170         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2171         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2172
2173         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2174                 return total;
2175
2176         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2177 }
2178
2179 /*
2180  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2181  * domain.
2182  */
2183 static struct sched_group *
2184 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
2185 {
2186         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
2187         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2188         int load_idx = sd->forkexec_idx;
2189         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2190
2191         do {
2192                 unsigned long load, avg_load;
2193                 int local_group;
2194                 int i;
2195
2196                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2197                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2198                                         &p->cpus_allowed))
2199                         continue;
2200
2201                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2202                                                sched_group_cpus(group));
2203
2204                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2205                 avg_load = 0;
2206
2207                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2208                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2209                         if (local_group)
2210                                 load = source_load(i, load_idx);
2211                         else
2212                                 load = target_load(i, load_idx);
2213
2214                         avg_load += load;
2215                 }
2216
2217                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2218                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
2219                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
2220
2221                 if (local_group) {
2222                         this_load = avg_load;
2223                         this = group;
2224                 } else if (avg_load < min_load) {
2225                         min_load = avg_load;
2226                         idlest = group;
2227                 }
2228         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2229
2230         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2231                 return NULL;
2232         return idlest;
2233 }
2234
2235 /*
2236  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2237  */
2238 static int
2239 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
2240 {
2241         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2242         int idlest = -1;
2243         int i;
2244
2245         /* Traverse only the allowed CPUs */
2246         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
2247                 load = weighted_cpuload(i);
2248
2249                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2250                         min_load = load;
2251                         idlest = i;
2252                 }
2253         }
2254
2255         return idlest;
2256 }
2257
2258 /*
2259  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2260  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2261  * SD_BALANCE_EXEC.
2262  *
2263  * Balance, ie. select the least loaded group.
2264  *
2265  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2266  *
2267  * preempt must be disabled.
2268  */
2269 static int sched_balance_self(int cpu, int flag)
2270 {
2271         struct task_struct *t = current;
2272         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
2273
2274         for_each_domain(cpu, tmp) {
2275                 /*
2276                  * If power savings logic is enabled for a domain, stop there.
2277                  */
2278                 if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
2279                         break;
2280                 if (tmp->flags & flag)
2281                         sd = tmp;
2282         }
2283
2284         if (sd)
2285                 update_shares(sd);
2286
2287         while (sd) {
2288                 struct sched_group *group;
2289                 int new_cpu, weight;
2290
2291                 if (!(sd->flags & flag)) {
2292                         sd = sd->child;
2293                         continue;
2294                 }
2295
2296                 group = find_idlest_group(sd, t, cpu);
2297                 if (!group) {
2298                         sd = sd->child;
2299                         continue;
2300                 }
2301
2302                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, t, cpu);
2303                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
2304                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
2305                         sd = sd->child;
2306                         continue;
2307                 }
2308
2309                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
2310                 cpu = new_cpu;
2311                 weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
2312                 sd = NULL;
2313                 for_each_domain(cpu, tmp) {
2314                         if (weight <= cpumask_weight(sched_domain_span(tmp)))
2315                                 break;
2316                         if (tmp->flags & flag)
2317                                 sd = tmp;
2318                 }
2319                 /* while loop will break here if sd == NULL */
2320         }
2321
2322         return cpu;
2323 }
2324
2325 #endif /* CONFIG_SMP */
2326
2327 /***
2328  * try_to_wake_up - wake up a thread
2329  * @p: the to-be-woken-up thread
2330  * @state: the mask of task states that can be woken
2331  * @sync: do a synchronous wakeup?
2332  *
2333  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2334  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2335  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2336  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2337  * runnable without the overhead of this.
2338  *
2339  * returns failure only if the task is already active.
2340  */
2341 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int sync)
2342 {
2343         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2344         unsigned long flags;
2345         long old_state;
2346         struct rq *rq;
2347
2348         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2349                 sync = 0;
2350
2351 #ifdef CONFIG_SMP
2352         if (sched_feat(LB_WAKEUP_UPDATE) && !root_task_group_empty()) {
2353                 struct sched_domain *sd;
2354
2355                 this_cpu = raw_smp_processor_id();
2356                 cpu = task_cpu(p);
2357
2358                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2359                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2360                                 update_shares(sd);
2361                                 break;
2362                         }
2363                 }
2364         }
2365 #endif
2366
2367         smp_wmb();
2368         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2369         update_rq_clock(rq);
2370         old_state = p->state;
2371         if (!(old_state & state))
2372                 goto out;
2373
2374         if (p->se.on_rq)
2375                 goto out_running;
2376
2377         cpu = task_cpu(p);
2378         orig_cpu = cpu;
2379         this_cpu = smp_processor_id();
2380
2381 #ifdef CONFIG_SMP
2382         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2383                 goto out_activate;
2384
2385         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sync);
2386         if (cpu != orig_cpu) {
2387                 set_task_cpu(p, cpu);
2388                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2389                 /* might preempt at this point */
2390                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2391                 old_state = p->state;
2392                 if (!(old_state & state))
2393                         goto out;
2394                 if (p->se.on_rq)
2395                         goto out_running;
2396
2397                 this_cpu = smp_processor_id();
2398                 cpu = task_cpu(p);
2399         }
2400
2401 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2402         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2403         if (cpu == this_cpu)
2404                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2405         else {
2406                 struct sched_domain *sd;
2407                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2408                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2409                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2410                                 break;
2411                         }
2412                 }
2413         }
2414 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2415
2416 out_activate:
2417 #endif /* CONFIG_SMP */
2418         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2419         if (sync)
2420                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2421         if (orig_cpu != cpu)
2422                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2423         if (cpu == this_cpu)
2424                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2425         else
2426                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2427         activate_task(rq, p, 1);
2428         success = 1;
2429
2430         /*
2431          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2432          */
2433         if (!in_interrupt()) {
2434                 struct sched_entity *se = &current->se;
2435                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2436
2437                 if (se->last_wakeup)
2438                         sample -= se->last_wakeup;
2439                 else
2440                         sample -= se->start_runtime;
2441                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2442
2443                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2444         }
2445
2446 out_running:
2447         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2448         check_preempt_curr(rq, p, sync);
2449
2450         p->state = TASK_RUNNING;
2451 #ifdef CONFIG_SMP
2452         if (p->sched_class->task_wake_up)
2453                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2454 #endif
2455 out:
2456         task_rq_unlock(rq, &flags);
2457
2458         return success;
2459 }
2460
2461 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2462 {
2463         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2464 }
2465 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2466
2467 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2468 {
2469         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2470 }
2471
2472 /*
2473  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2474  * p is forked by current.
2475  *
2476  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2477  */
2478 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2479 {
2480         p->se.exec_start                = 0;
2481         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2482         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2483         p->se.last_wakeup               = 0;
2484         p->se.avg_overlap               = 0;
2485         p->se.start_runtime             = 0;
2486         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2487
2488 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2489         p->se.wait_start                = 0;
2490         p->se.sum_sleep_runtime         = 0;
2491         p->se.sleep_start               = 0;
2492         p->se.block_start               = 0;
2493         p->se.sleep_max                 = 0;
2494         p->se.block_max                 = 0;
2495         p->se.exec_max                  = 0;
2496         p->se.slice_max                 = 0;
2497         p->se.wait_max                  = 0;
2498 #endif
2499
2500         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2501         p->se.on_rq = 0;
2502         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2503
2504 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2505         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2506 #endif
2507
2508         /*
2509          * We mark the process as running here, but have not actually
2510          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2511          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2512          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2513          */
2514         p->state = TASK_RUNNING;
2515 }
2516
2517 /*
2518  * fork()/clone()-time setup:
2519  */
2520 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2521 {
2522         int cpu = get_cpu();
2523
2524         __sched_fork(p);
2525
2526 #ifdef CONFIG_SMP
2527         cpu = sched_balance_self(cpu, SD_BALANCE_FORK);
2528 #endif
2529         set_task_cpu(p, cpu);
2530
2531         /*
2532          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child:
2533          */
2534         p->prio = current->normal_prio;
2535         if (!rt_prio(p->prio))
2536                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2537
2538 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2539         if (likely(sched_info_on()))
2540                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2541 #endif
2542 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2543         p->oncpu = 0;
2544 #endif
2545 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2546         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2547         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2548 #endif
2549         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2550
2551         put_cpu();
2552 }
2553
2554 /*
2555  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2556  *
2557  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2558  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2559  * on the runqueue and wakes it.
2560  */
2561 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2562 {
2563         unsigned long flags;
2564         struct rq *rq;
2565
2566         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2567         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2568         update_rq_clock(rq);
2569
2570         p->prio = effective_prio(p);
2571
2572         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2573                 activate_task(rq, p, 0);
2574         } else {
2575                 /*
2576                  * Let the scheduling class do new task startup
2577                  * management (if any):
2578                  */
2579                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2580                 inc_nr_running(rq);
2581         }
2582         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2583         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2584 #ifdef CONFIG_SMP
2585         if (p->sched_class->task_wake_up)
2586                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2587 #endif
2588         task_rq_unlock(rq, &flags);
2589 }
2590
2591 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2592
2593 /**
2594  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2595  * @notifier: notifier struct to register
2596  */
2597 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2598 {
2599         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2600 }
2601 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2602
2603 /**
2604  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2605  * @notifier: notifier struct to unregister
2606  *
2607  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2608  */
2609 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2610 {
2611         hlist_del(&notifier->link);
2612 }
2613 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2614
2615 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2616 {
2617         struct preempt_notifier *notifier;
2618         struct hlist_node *node;
2619
2620         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2621                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2622 }
2623
2624 static void
2625 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2626                                  struct task_struct *next)
2627 {
2628         struct preempt_notifier *notifier;
2629         struct hlist_node *node;
2630
2631         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2632                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2633 }
2634
2635 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2636
2637 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2638 {
2639 }
2640
2641 static void
2642 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2643                                  struct task_struct *next)
2644 {
2645 }
2646
2647 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2648
2649 /**
2650  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2651  * @rq: the runqueue preparing to switch
2652  * @prev: the current task that is being switched out
2653  * @next: the task we are going to switch to.
2654  *
2655  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2656  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2657  * switch.
2658  *
2659  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2660  * hooks.
2661  */
2662 static inline void
2663 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2664                     struct task_struct *next)
2665 {
2666         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2667         prepare_lock_switch(rq, next);
2668         prepare_arch_switch(next);
2669 }
2670
2671 /**
2672  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2673  * @rq: runqueue associated with task-switch
2674  * @prev: the thread we just switched away from.
2675  *
2676  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2677  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2678  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2679  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2680  *
2681  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2682  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2683  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2684  * details.)
2685  */
2686 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2687         __releases(rq->lock)
2688 {
2689         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2690         long prev_state;
2691 #ifdef CONFIG_SMP
2692         int post_schedule = 0;
2693
2694         if (current->sched_class->needs_post_schedule)
2695                 post_schedule = current->sched_class->needs_post_schedule(rq);
2696 #endif
2697
2698         rq->prev_mm = NULL;
2699
2700         /*
2701          * A task struct has one reference for the use as "current".
2702          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2703          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2704          * the scheduled task must drop that reference.
2705          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2706          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2707          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2708          * be dropped twice.
2709          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2710          */
2711         prev_state = prev->state;
2712         finish_arch_switch(prev);
2713         finish_lock_switch(rq, prev);
2714 #ifdef CONFIG_SMP
2715         if (post_schedule)
2716                 current->sched_class->post_schedule(rq);
2717 #endif
2718
2719         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2720         if (mm)
2721                 mmdrop(mm);
2722         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2723                 /*
2724                  * Remove function-return probe instances associated with this
2725                  * task and put them back on the free list.
2726                  */
2727                 kprobe_flush_task(prev);
2728                 put_task_struct(prev);
2729         }
2730 }
2731
2732 /**
2733  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2734  * @prev: the thread we just switched away from.
2735  */
2736 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2737         __releases(rq->lock)
2738 {
2739         struct rq *rq = this_rq();
2740
2741         finish_task_switch(rq, prev);
2742 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2743         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2744         preempt_enable();
2745 #endif
2746         if (current->set_child_tid)
2747                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2748 }
2749
2750 /*
2751  * context_switch - switch to the new MM and the new
2752  * thread's register state.
2753  */
2754 static inline void
2755 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2756                struct task_struct *next)
2757 {
2758         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2759
2760         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2761         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2762         mm = next->mm;
2763         oldmm = prev->active_mm;
2764         /*
2765          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2766          * combine the page table reload and the switch backend into
2767          * one hypercall.
2768          */
2769         arch_start_context_switch(prev);
2770
2771         if (unlikely(!mm)) {
2772                 next->active_mm = oldmm;
2773                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2774                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2775         } else
2776                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2777
2778         if (unlikely(!prev->mm)) {
2779                 prev->active_mm = NULL;
2780                 rq->prev_mm = oldmm;
2781         }
2782         /*
2783          * Since the runqueue lock will be released by the next
2784          * task (which is an invalid locking op but in the case
2785          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2786          * do an early lockdep release here:
2787          */
2788 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2789         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2790 #endif
2791
2792         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2793         switch_to(prev, next, prev);
2794
2795         barrier();
2796         /*
2797          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2798          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2799          * frame will be invalid.
2800          */
2801         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2802 }
2803
2804 /*
2805  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2806  *
2807  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2808  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2809  * number of context switches performed since bootup.
2810  */
2811 unsigned long nr_running(void)
2812 {
2813         unsigned long i, sum = 0;
2814
2815         for_each_online_cpu(i)
2816                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2817
2818         return sum;
2819 }
2820
2821 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2822 {
2823         unsigned long i, sum = 0;
2824
2825         for_each_possible_cpu(i)
2826                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2827
2828         /*
2829          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2830          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2831          */
2832         if (unlikely((long)sum < 0))
2833                 sum = 0;
2834
2835         return sum;
2836 }
2837
2838 unsigned long long nr_context_switches(void)
2839 {
2840         int i;
2841         unsigned long long sum = 0;
2842
2843         for_each_possible_cpu(i)
2844                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2845
2846         return sum;
2847 }
2848
2849 unsigned long nr_iowait(void)
2850 {
2851         unsigned long i, sum = 0;
2852
2853         for_each_possible_cpu(i)
2854                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2855
2856         return sum;
2857 }
2858
2859 unsigned long nr_active(void)
2860 {
2861         unsigned long i, running = 0, uninterruptible = 0;
2862
2863         for_each_online_cpu(i) {
2864                 running += cpu_rq(i)->nr_running;
2865                 uninterruptible += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2866         }
2867
2868         if (unlikely((long)uninterruptible < 0))
2869                 uninterruptible = 0;
2870
2871         return running + uninterruptible;
2872 }
2873
2874 /*
2875  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2876  * scheduler tick (TICK_NSEC).
2877  */
2878 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
2879 {
2880         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
2881         int i, scale;
2882
2883         this_rq->nr_load_updates++;
2884
2885         /* Update our load: */
2886         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2887                 unsigned long old_load, new_load;
2888
2889                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2890
2891                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2892                 new_load = this_load;
2893                 /*
2894                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2895                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2896                  * example.
2897                  */
2898                 if (new_load > old_load)
2899                         new_load += scale-1;
2900                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
2901         }
2902 }
2903
2904 #ifdef CONFIG_SMP
2905
2906 /*
2907  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2908  *
2909  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2910  * you need to do so manually before calling.
2911  */
2912 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2913         __acquires(rq1->lock)
2914         __acquires(rq2->lock)
2915 {
2916         BUG_ON(!irqs_disabled());
2917         if (rq1 == rq2) {
2918                 spin_lock(&rq1->lock);
2919                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2920         } else {
2921                 if (rq1 < rq2) {
2922                         spin_lock(&rq1->lock);
2923                         spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2924                 } else {
2925                         spin_lock(&rq2->lock);
2926                         spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2927                 }
2928         }
2929         update_rq_clock(rq1);
2930         update_rq_clock(rq2);
2931 }
2932
2933 /*
2934  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2935  *
2936  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2937  * you need to do so manually after calling.
2938  */
2939 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2940         __releases(rq1->lock)
2941         __releases(rq2->lock)
2942 {
2943         spin_unlock(&rq1->lock);
2944         if (rq1 != rq2)
2945                 spin_unlock(&rq2->lock);
2946         else
2947                 __release(rq2->lock);
2948 }
2949
2950 /*
2951  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
2952  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
2953  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
2954  * the cpu_allowed mask is restored.
2955  */
2956 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
2957 {
2958         struct migration_req req;
2959         unsigned long flags;
2960         struct rq *rq;
2961
2962         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2963         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
2964             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
2965                 goto out;
2966
2967         /* force the process onto the specified CPU */
2968         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
2969                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
2970                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
2971
2972                 get_task_struct(mt);
2973                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2974                 wake_up_process(mt);
2975                 put_task_struct(mt);
2976                 wait_for_completion(&req.done);
2977
2978                 return;
2979         }
2980 out:
2981         task_rq_unlock(rq, &flags);
2982 }
2983
2984 /*
2985  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2986  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2987  */
2988 void sched_exec(void)
2989 {
2990         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
2991         new_cpu = sched_balance_self(this_cpu, SD_BALANCE_EXEC);
2992         put_cpu();
2993         if (new_cpu != this_cpu)
2994                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
2995 }
2996
2997 /*
2998  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
2999  * Both runqueues must be locked.
3000  */
3001 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
3002                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
3003 {
3004         deactivate_task(src_rq, p, 0);
3005         set_task_cpu(p, this_cpu);
3006         activate_task(this_rq, p, 0);
3007         /*
3008          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
3009          * to be always true for them.
3010          */
3011         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3012 }
3013
3014 /*
3015  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3016  */
3017 static
3018 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3019                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3020                      int *all_pinned)
3021 {
3022         int tsk_cache_hot = 0;
3023         /*
3024          * We do not migrate tasks that are:
3025          * 1) running (obviously), or
3026          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3027          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3028          */
3029         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3030                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3031                 return 0;
3032         }
3033         *all_pinned = 0;
3034
3035         if (task_running(rq, p)) {
3036                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3037                 return 0;
3038         }
3039
3040         /*
3041          * Aggressive migration if:
3042          * 1) task is cache cold, or
3043          * 2) too many balance attempts have failed.
3044          */
3045
3046         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3047         if (!tsk_cache_hot ||
3048                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3049 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3050                 if (tsk_cache_hot) {
3051                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3052                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3053                 }
3054 #endif
3055                 return 1;
3056         }
3057
3058         if (tsk_cache_hot) {
3059                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3060                 return 0;
3061         }
3062         return 1;
3063 }
3064
3065 static unsigned long
3066 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3067               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3068               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3069               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3070 {
3071         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3072         struct task_struct *p;
3073         long rem_load_move = max_load_move;
3074
3075         if (max_load_move == 0)
3076                 goto out;
3077
3078         pinned = 1;
3079
3080         /*
3081          * Start the load-balancing iterator:
3082          */
3083         p = iterator->start(iterator->arg);
3084 next:
3085         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3086                 goto out;
3087
3088         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3089             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3090                 p = iterator->next(iterator->arg);
3091                 goto next;
3092         }
3093
3094         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3095         pulled++;
3096         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3097
3098 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3099         /*
3100          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3101          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3102          * section.
3103          */
3104         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3105                 goto out;
3106 #endif
3107
3108         /*
3109          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3110          */
3111         if (rem_load_move > 0) {
3112                 if (p->prio < *this_best_prio)
3113                         *this_best_prio = p->prio;
3114                 p = iterator->next(iterator->arg);
3115                 goto next;
3116         }
3117 out:
3118         /*
3119          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3120          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3121          * inside pull_task().
3122          */
3123         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3124
3125         if (all_pinned)
3126                 *all_pinned = pinned;
3127
3128         return max_load_move - rem_load_move;
3129 }
3130
3131 /*
3132  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3133  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3134  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3135  *
3136  * Called with both runqueues locked.
3137  */
3138 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3139                       unsigned long max_load_move,
3140                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3141                       int *all_pinned)
3142 {
3143         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3144         unsigned long total_load_moved = 0;
3145         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3146
3147         do {
3148                 total_load_moved +=
3149                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3150                                 max_load_move - total_load_moved,
3151                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3152                 class = class->next;
3153
3154 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3155                 /*
3156                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3157                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3158                  * the critical section.
3159                  */
3160                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3161                         break;
3162 #endif
3163         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3164
3165         return total_load_moved > 0;
3166 }
3167
3168 static int
3169 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3170                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3171                    struct rq_iterator *iterator)
3172 {
3173         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3174         int pinned = 0;
3175
3176         while (p) {
3177                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3178                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3179                         /*
3180                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3181                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3182                          * stats here rather than inside pull_task().
3183                          */
3184                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3185
3186                         return 1;
3187                 }
3188                 p = iterator->next(iterator->arg);
3189         }
3190
3191         return 0;
3192 }
3193
3194 /*
3195  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3196  * part of active balancing operations within "domain".
3197  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3198  *
3199  * Called with both runqueues locked.
3200  */
3201 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3202                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3203 {
3204         const struct sched_class *class;
3205
3206         for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
3207                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3208                         return 1;
3209
3210         return 0;
3211 }
3212 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3213 /*
3214  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3215  *              during load balancing.
3216  */
3217 struct sd_lb_stats {
3218         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3219         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3220         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3221         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3222         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3223
3224         /** Statistics of this group */
3225         unsigned long this_load;
3226         unsigned long this_load_per_task;
3227         unsigned long this_nr_running;
3228
3229         /* Statistics of the busiest group */
3230         unsigned long max_load;
3231         unsigned long busiest_load_per_task;
3232         unsigned long busiest_nr_running;
3233
3234         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3235 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3236         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3237         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3238         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3239         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3240         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3241         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3242 #endif
3243 };
3244
3245 /*
3246  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3247  */
3248 struct sg_lb_stats {
3249         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3250         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3251         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3252         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3253         unsigned long group_capacity;
3254         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3255 };
3256
3257 /**
3258  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3259  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3260  */
3261 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3262 {
3263         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3264 }
3265
3266 /**
3267  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3268  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3269  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3270  */
3271 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3272                                         enum cpu_idle_type idle)
3273 {
3274         int load_idx;
3275
3276         switch (idle) {
3277         case CPU_NOT_IDLE:
3278                 load_idx = sd->busy_idx;
3279                 break;
3280
3281         case CPU_NEWLY_IDLE:
3282                 load_idx = sd->newidle_idx;
3283                 break;
3284         default:
3285                 load_idx = sd->idle_idx;
3286                 break;
3287         }
3288
3289         return load_idx;
3290 }
3291
3292
3293 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3294 /**
3295  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3296  * the given sched_domain, during load balancing.
3297  *
3298  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3299  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3300  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3301  */
3302 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3303         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3304 {
3305         /*
3306          * Busy processors will not participate in power savings
3307          * balance.
3308          */
3309         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3310                 sds->power_savings_balance = 0;
3311         else {
3312                 sds->power_savings_balance = 1;
3313                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3314                 sds->leader_nr_running = 0;
3315         }
3316 }
3317
3318 /**
3319  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3320  * sched_domain while performing load balancing.
3321  *
3322  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3323  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3324  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3325  *              load balancing ?
3326  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3327  */
3328 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3329         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3330 {
3331
3332         if (!sds->power_savings_balance)
3333                 return;
3334
3335         /*
3336          * If the local group is idle or completely loaded
3337          * no need to do power savings balance at this domain
3338          */
3339         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3340                                 !sds->this_nr_running))
3341                 sds->power_savings_balance = 0;
3342
3343         /*
3344          * If a group is already running at full capacity or idle,
3345          * don't include that group in power savings calculations
3346          */
3347         if (!sds->power_savings_balance ||
3348                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3349                 !sgs->sum_nr_running)
3350                 return;
3351
3352         /*
3353          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3354          * This is the group from where we need to pick up the load
3355          * for saving power
3356          */
3357         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3358             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3359              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3360                 sds->group_min = group;
3361                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3362                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3363                                                 sgs->sum_nr_running;
3364         }
3365
3366         /*
3367          * Calculate the group which is almost near its
3368          * capacity but still has some space to pick up some load
3369          * from other group and save more power
3370          */
3371         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity - 1)
3372                 return;
3373
3374         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3375             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3376              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3377                 sds->group_leader = group;
3378                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3379         }
3380 }
3381
3382 /**
3383  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3384  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3385  *      under consideration.
3386  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3387  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3388  *
3389  * Description:
3390  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3391  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3392  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3393  *
3394  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3395  * Else returns 0.
3396  */
3397 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3398                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3399 {
3400         if (!sds->power_savings_balance)
3401                 return 0;
3402
3403         if (sds->this != sds->group_leader ||
3404                         sds->group_leader == sds->group_min)
3405                 return 0;
3406
3407         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3408         sds->busiest = sds->group_min;
3409
3410         if (sched_mc_power_savings >= POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP) {
3411                 cpu_rq(this_cpu)->rd->sched_mc_preferred_wakeup_cpu =
3412                         group_first_cpu(sds->group_leader);
3413         }
3414
3415         return 1;
3416
3417 }
3418 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3419 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3420         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3421 {
3422         return;
3423 }
3424
3425 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3426         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3427 {
3428         return;
3429 }
3430
3431 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3432                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3433 {
3434         return 0;
3435 }
3436 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3437
3438
3439 /**
3440  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3441  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3442  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3443  * @idle: Idle status of this_cpu
3444  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3445  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3446  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3447  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3448  * @balance: Should we balance.
3449  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3450  */
3451 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_group *group, int this_cpu,
3452                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3453                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3454                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3455 {
3456         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3457         int i;
3458         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3459         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3460         unsigned long avg_load_per_task;
3461
3462         if (local_group)
3463                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3464
3465         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3466         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3467         max_cpu_load = 0;
3468         min_cpu_load = ~0UL;
3469
3470         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3471                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3472
3473                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3474                         *sd_idle = 0;
3475
3476                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3477                 if (local_group) {
3478                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3479                                 first_idle_cpu = 1;
3480                                 balance_cpu = i;
3481                         }
3482
3483                         load = target_load(i, load_idx);
3484                 } else {
3485                         load = source_load(i, load_idx);
3486                         if (load > max_cpu_load)
3487                                 max_cpu_load = load;
3488                         if (min_cpu_load > load)
3489                                 min_cpu_load = load;
3490                 }
3491
3492                 sgs->group_load += load;
3493                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3494                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3495
3496                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3497         }
3498
3499         /*
3500          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3501          * is eligible for doing load balancing at this and above
3502          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3503          * to do the newly idle load balance.
3504          */
3505         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3506             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3507                 *balance = 0;
3508                 return;
3509         }
3510
3511         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3512         sgs->avg_load = sg_div_cpu_power(group,
3513                         sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE);
3514
3515
3516         /*
3517          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3518          * than the average weight of two tasks.
3519          *
3520          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3521          *      might not be a suitable number - should we keep a
3522          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3523          *      the hierarchy?
3524          */
3525         avg_load_per_task = sg_div_cpu_power(group,
3526                         sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3527
3528         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3529                 sgs->group_imb = 1;
3530
3531         sgs->group_capacity = group->__cpu_power / SCHED_LOAD_SCALE;
3532
3533 }
3534
3535 /**
3536  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3537  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3538  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3539  * @idle: Idle status of this_cpu
3540  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3541  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3542  * @balance: Should we balance.
3543  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3544  */
3545 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3546                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3547                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3548                         struct sd_lb_stats *sds)
3549 {
3550         struct sched_group *group = sd->groups;
3551         struct sg_lb_stats sgs;
3552         int load_idx;
3553
3554         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3555         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3556
3557         do {
3558                 int local_group;
3559
3560                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3561                                                sched_group_cpus(group));
3562                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3563                 update_sg_lb_stats(group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3564                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3565
3566                 if (local_group && balance && !(*balance))
3567                         return;
3568
3569                 sds->total_load += sgs.group_load;
3570                 sds->total_pwr += group->__cpu_power;
3571
3572                 if (local_group) {
3573                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3574                         sds->this = group;
3575                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3576                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3577                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3578                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3579                                 sgs.group_imb)) {
3580                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3581                         sds->busiest = group;
3582                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3583                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3584                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3585                 }
3586
3587                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3588                 group = group->next;
3589         } while (group != sd->groups);
3590
3591 }
3592
3593 /**
3594  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3595  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3596  *                      load balancing.
3597  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3598  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3599  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3600  */
3601 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3602                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3603 {
3604         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3605         unsigned int imbn = 2;
3606
3607         if (sds->this_nr_running) {
3608                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3609                 if (sds->busiest_load_per_task >
3610                                 sds->this_load_per_task)
3611                         imbn = 1;
3612         } else
3613                 sds->this_load_per_task =
3614                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3615
3616         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3617                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3618                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3619                 return;
3620         }
3621
3622         /*
3623          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3624          * however we may be able to increase total CPU power used by
3625          * moving them.
3626          */
3627
3628         pwr_now += sds->busiest->__cpu_power *
3629                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3630         pwr_now += sds->this->__cpu_power *
3631                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3632         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3633
3634         /* Amount of load we'd subtract */
3635         tmp = sg_div_cpu_power(sds->busiest,
3636                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3637         if (sds->max_load > tmp)
3638                 pwr_move += sds->busiest->__cpu_power *
3639                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3640
3641         /* Amount of load we'd add */
3642         if (sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power <
3643                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3644                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3645                         sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power);
3646         else
3647                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3648                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3649         pwr_move += sds->this->__cpu_power *
3650                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3651         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3652
3653         /* Move if we gain throughput */
3654         if (pwr_move > pwr_now)
3655                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3656 }
3657
3658 /**
3659  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3660  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3661  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3662  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3663  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3664  */
3665 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3666                 unsigned long *imbalance)
3667 {
3668         unsigned long max_pull;
3669         /*
3670          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3671          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3672          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3673          */
3674         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3675                 *imbalance = 0;
3676                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3677         }
3678
3679         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3680         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3681                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3682
3683         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3684         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->__cpu_power,
3685                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->__cpu_power)
3686                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3687
3688         /*
3689          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3690          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3691          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3692          * moved
3693          */
3694         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3695                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3696
3697 }
3698 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3699
3700 /**
3701  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3702  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3703  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3704  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3705  * such a group exists.
3706  *
3707  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3708  * to restore balance.
3709  *
3710  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3711  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3712  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3713  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3714  * @idle: The idle status of this_cpu.
3715  * @sd_idle: The idleness of sd
3716  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3717  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3718  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3719  *
3720  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3721  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3722  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3723  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3724  */
3725 static struct sched_group *
3726 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3727                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3728                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
3729 {
3730         struct sd_lb_stats sds;
3731
3732         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
3733
3734         /*
3735          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
3736          * this level.
3737          */
3738         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
3739                                         balance, &sds);
3740
3741         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
3742         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
3743          *    at this level.
3744          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
3745          * 3) This group is the busiest group.
3746          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
3747          *    sched_domain.
3748          * 5) The imbalance is within the specified limit.
3749          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
3750          */
3751         if (balance && !(*balance))
3752                 goto ret;
3753
3754         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
3755                 goto out_balanced;
3756
3757         if (sds.this_load >= sds.max_load)
3758                 goto out_balanced;
3759
3760         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
3761
3762         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
3763                 goto out_balanced;
3764
3765         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
3766                 goto out_balanced;
3767
3768         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
3769         if (sds.group_imb)
3770                 sds.busiest_load_per_task =
3771                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
3772
3773         /*
3774          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
3775          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
3776          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
3777          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
3778          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
3779          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
3780          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
3781          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
3782          * appear as very large values with unsigned longs.
3783          */
3784         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
3785                 goto out_balanced;
3786
3787         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
3788         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
3789         return sds.busiest;
3790
3791 out_balanced:
3792         /*
3793          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
3794          * to save power.
3795          */
3796         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
3797                 return sds.busiest;
3798 ret:
3799         *imbalance = 0;
3800         return NULL;
3801 }
3802
3803 /*
3804  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
3805  */
3806 static struct rq *
3807 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
3808                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
3809 {
3810         struct rq *busiest = NULL, *rq;
3811         unsigned long max_load = 0;
3812         int i;
3813
3814         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
3815                 unsigned long wl;
3816
3817                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
3818                         continue;
3819
3820                 rq = cpu_rq(i);
3821                 wl = weighted_cpuload(i);
3822
3823                 if (rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
3824                         continue;
3825
3826                 if (wl > max_load) {
3827                         max_load = wl;
3828                         busiest = rq;
3829                 }
3830         }
3831
3832         return busiest;
3833 }
3834
3835 /*
3836  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
3837  * so long as it is large enough.
3838  */
3839 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
3840
3841 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
3842 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
3843
3844 /*
3845  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3846  * tasks if there is an imbalance.
3847  */
3848 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
3849                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3850                         int *balance)
3851 {
3852         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
3853         struct sched_group *group;
3854         unsigned long imbalance;
3855         struct rq *busiest;
3856         unsigned long flags;
3857         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
3858
3859         cpumask_setall(cpus);
3860
3861         /*
3862          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3863          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3864          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
3865          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3866          */
3867         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3868             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3869                 sd_idle = 1;
3870
3871         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
3872
3873 redo:
3874         update_shares(sd);
3875         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
3876                                    cpus, balance);
3877
3878         if (*balance == 0)
3879                 goto out_balanced;
3880
3881         if (!group) {
3882                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
3883                 goto out_balanced;
3884         }
3885
3886         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
3887         if (!busiest) {
3888                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
3889                 goto out_balanced;
3890         }
3891
3892         BUG_ON(busiest == this_rq);
3893
3894         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
3895
3896         ld_moved = 0;
3897         if (busiest->nr_running > 1) {
3898                 /*
3899                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
3900                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
3901                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
3902                  * correctly treated as an imbalance.
3903                  */
3904                 local_irq_save(flags);
3905                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
3906                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3907                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
3908                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
3909                 local_irq_restore(flags);
3910
3911                 /*
3912                  * some other cpu did the load balance for us.
3913                  */
3914                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
3915                         resched_cpu(this_cpu);
3916
3917                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
3918                 if (unlikely(all_pinned)) {
3919                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
3920                         if (!cpumask_empty(cpus))
3921                                 goto redo;
3922                         goto out_balanced;
3923                 }
3924         }
3925
3926         if (!ld_moved) {
3927                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
3928                 sd->nr_balance_failed++;
3929
3930                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
3931
3932                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
3933
3934                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
3935                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
3936                          */
3937                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
3938                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
3939                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3940                                 all_pinned = 1;
3941                                 goto out_one_pinned;
3942                         }
3943
3944                         if (!busiest->active_balance) {
3945                                 busiest->active_balance = 1;
3946                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
3947                                 active_balance = 1;
3948                         }
3949                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3950                         if (active_balance)
3951                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
3952
3953                         /*
3954                          * We've kicked active balancing, reset the failure
3955                          * counter.
3956                          */
3957                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
3958                 }
3959         } else
3960                 sd->nr_balance_failed = 0;
3961
3962         if (likely(!active_balance)) {
3963                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
3964                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
3965         } else {
3966                 /*
3967                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
3968                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
3969                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3970                  * move_tasks).
3971                  */
3972                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3973                         sd->balance_interval *= 2;
3974         }
3975
3976         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3977             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3978                 ld_moved = -1;
3979
3980         goto out;
3981
3982 out_balanced:
3983         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3984
3985         sd->nr_balance_failed = 0;
3986
3987 out_one_pinned:
3988         /* tune up the balancing interval */
3989         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3990                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3991                 sd->balance_interval *= 2;
3992
3993         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3994             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3995                 ld_moved = -1;
3996         else
3997                 ld_moved = 0;
3998 out:
3999         if (ld_moved)
4000                 update_shares(sd);
4001         return ld_moved;
4002 }
4003
4004 /*
4005  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4006  * tasks if there is an imbalance.
4007  *
4008  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
4009  * this_rq is locked.
4010  */
4011 static int
4012 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
4013 {
4014         struct sched_group *group;
4015         struct rq *busiest = NULL;
4016         unsigned long imbalance;
4017         int ld_moved = 0;
4018         int sd_idle = 0;
4019         int all_pinned = 0;
4020         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4021
4022         cpumask_setall(cpus);
4023
4024         /*
4025          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4026          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4027          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
4028          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4029          */
4030         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4031             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4032                 sd_idle = 1;
4033
4034         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
4035 redo:
4036         update_shares_locked(this_rq, sd);
4037         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
4038                                    &sd_idle, cpus, NULL);
4039         if (!group) {
4040                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
4041                 goto out_balanced;
4042         }
4043
4044         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
4045         if (!busiest) {
4046                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
4047                 goto out_balanced;
4048         }
4049
4050         BUG_ON(busiest == this_rq);
4051
4052         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
4053
4054         ld_moved = 0;
4055         if (busiest->nr_running > 1) {
4056                 /* Attempt to move tasks */
4057                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4058                 /* this_rq->clock is already updated */
4059                 update_rq_clock(busiest);
4060                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4061                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
4062                                         &all_pinned);
4063                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4064
4065                 if (unlikely(all_pinned)) {
4066                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4067                         if (!cpumask_empty(cpus))
4068                                 goto redo;
4069                 }
4070         }
4071
4072         if (!ld_moved) {
4073                 int active_balance = 0;
4074
4075                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
4076                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4077                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4078                         return -1;
4079
4080                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4081                         return -1;
4082
4083                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
4084                         return -1;
4085
4086                 /*
4087                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4088                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4089                  * package. The same method used to move task in load_balance()
4090                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
4091                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
4092                  *
4093                  * The package power saving logic comes from
4094                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
4095                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
4096                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4097                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4098                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4099                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4100                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4101                  *
4102                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4103                  * will be more than one task in the source run queue and
4104                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4105                  * active balance code will not be triggered.
4106                  */
4107
4108                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
4109                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4110
4111                 /*
4112                  * don't kick the migration_thread, if the curr
4113                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4114                  */
4115                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4116                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4117                         all_pinned = 1;
4118                         return ld_moved;
4119                 }
4120
4121                 if (!busiest->active_balance) {
4122                         busiest->active_balance = 1;
4123                         busiest->push_cpu = this_cpu;
4124                         active_balance = 1;
4125                 }
4126
4127                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4128                 /*
4129                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
4130                  */
4131                 spin_unlock(&this_rq->lock);
4132                 if (active_balance)
4133                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
4134                 spin_lock(&this_rq->lock);
4135
4136         } else
4137                 sd->nr_balance_failed = 0;
4138
4139         update_shares_locked(this_rq, sd);
4140         return ld_moved;
4141
4142 out_balanced:
4143         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
4144         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4145             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4146                 return -1;
4147         sd->nr_balance_failed = 0;
4148
4149         return 0;
4150 }
4151
4152 /*
4153  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4154  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4155  */
4156 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4157 {
4158         struct sched_domain *sd;
4159         int pulled_task = 0;
4160         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4161
4162         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4163                 unsigned long interval;
4164
4165                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4166                         continue;
4167
4168                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
4169                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4170                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
4171                                                            sd);
4172
4173                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4174                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4175                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4176                 if (pulled_task)
4177                         break;
4178         }
4179         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4180                 /*
4181                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4182                  * a busy processor. So reset next_balance.
4183                  */
4184                 this_rq->next_balance = next_balance;
4185         }
4186 }
4187
4188 /*
4189  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
4190  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
4191  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
4192  * logical imbalances.
4193  *
4194  * Called with busiest_rq locked.
4195  */
4196 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
4197 {
4198         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4199         struct sched_domain *sd;
4200         struct rq *target_rq;
4201
4202         /* Is there any task to move? */
4203         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4204                 return;
4205
4206         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4207
4208         /*
4209          * This condition is "impossible", if it occurs
4210          * we need to fix it. Originally reported by
4211          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4212          */
4213         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4214
4215         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4216         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4217         update_rq_clock(busiest_rq);
4218         update_rq_clock(target_rq);
4219
4220         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4221         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4222                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4223                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4224                                 break;
4225         }
4226
4227         if (likely(sd)) {
4228                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4229
4230                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4231                                   sd, CPU_IDLE))
4232                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4233                 else
4234                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4235         }
4236         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4237 }
4238
4239 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4240 static struct {
4241         atomic_t load_balancer;
4242         cpumask_var_t cpu_mask;
4243 } nohz ____cacheline_aligned = {
4244         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
4245 };
4246
4247 /*
4248  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4249  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4250  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
4251  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
4252  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
4253  * arrives...
4254  *
4255  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
4256  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
4257  * nohz.cpu_mask..
4258  *
4259  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
4260  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
4261  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
4262  * there is no need for ilb owner.
4263  *
4264  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
4265  * next busy scheduler_tick()
4266  */
4267 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4268 {
4269         int cpu = smp_processor_id();
4270
4271         if (stop_tick) {
4272                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
4273
4274                 if (!cpu_active(cpu)) {
4275                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4276                                 return 0;
4277
4278                         /*
4279                          * If we are going offline and still the leader,
4280                          * give up!
4281                          */
4282                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4283                                 BUG();
4284
4285                         return 0;
4286                 }
4287
4288                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4289
4290                 /* time for ilb owner also to sleep */
4291                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4292                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4293                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4294                         return 0;
4295                 }
4296
4297                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4298                         /* make me the ilb owner */
4299                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
4300                                 return 1;
4301                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4302                         return 1;
4303         } else {
4304                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4305                         return 0;
4306
4307                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4308
4309                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4310                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4311                                 BUG();
4312         }
4313         return 0;
4314 }
4315 #endif
4316
4317 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4318
4319 /*
4320  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4321  * and initiates a balancing operation if so.
4322  *
4323  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4324  */
4325 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4326 {
4327         int balance = 1;
4328         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4329         unsigned long interval;
4330         struct sched_domain *sd;
4331         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4332         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4333         int update_next_balance = 0;
4334         int need_serialize;
4335
4336         for_each_domain(cpu, sd) {
4337                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4338                         continue;
4339
4340                 interval = sd->balance_interval;
4341                 if (idle != CPU_IDLE)
4342                         interval *= sd->busy_factor;
4343
4344                 /* scale ms to jiffies */
4345                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4346                 if (unlikely(!interval))
4347                         interval = 1;
4348                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
4349                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
4350
4351                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4352
4353                 if (need_serialize) {
4354                         if (!spin_trylock(&balancing))
4355                                 goto out;
4356                 }
4357
4358                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4359                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4360                                 /*
4361                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4362                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
4363                                  * not idle.
4364                                  */
4365                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4366                         }
4367                         sd->last_balance = jiffies;
4368                 }
4369                 if (need_serialize)
4370                         spin_unlock(&balancing);
4371 out:
4372                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4373                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4374                         update_next_balance = 1;
4375                 }
4376
4377                 /*
4378                  * Stop the load balance at this level. There is another
4379                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4380                  * actively.
4381                  */
4382                 if (!balance)
4383                         break;
4384         }
4385
4386         /*
4387          * next_balance will be updated only when there is a need.
4388          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4389          * updated.
4390          */
4391         if (likely(update_next_balance))
4392                 rq->next_balance = next_balance;
4393 }
4394
4395 /*
4396  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4397  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
4398  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4399  */
4400 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4401 {
4402         int this_cpu = smp_processor_id();
4403         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4404         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
4405                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4406
4407         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4408
4409 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4410         /*
4411          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
4412          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4413          * stopped.
4414          */
4415         if (this_rq->idle_at_tick &&
4416             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
4417                 struct rq *rq;
4418                 int balance_cpu;
4419
4420                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
4421                         if (balance_cpu == this_cpu)
4422                                 continue;
4423
4424                         /*
4425                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4426                          * work being done for other cpus. Next load
4427                          * balancing owner will pick it up.
4428                          */
4429                         if (need_resched())
4430                                 break;
4431
4432                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4433
4434                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
4435                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4436                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4437                 }
4438         }
4439 #endif
4440 }
4441
4442 static inline int on_null_domain(int cpu)
4443 {
4444         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
4445 }
4446
4447 /*
4448  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4449  *
4450  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
4451  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
4452  * if the whole system is idle.
4453  */
4454 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4455 {
4456 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4457         /*
4458          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4459          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4460          * load balancer.
4461          */
4462         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4463                 rq->in_nohz_recently = 0;
4464
4465                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4466                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4467                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4468                 }
4469
4470                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4471                         /*
4472                          * simple selection for now: Nominate the
4473                          * first cpu in the nohz list to be the next
4474                          * ilb owner.
4475                          *
4476                          * TBD: Traverse the sched domains and nominate
4477                          * the nearest cpu in the nohz.cpu_mask.
4478                          */
4479                         int ilb = cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4480
4481                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4482                                 resched_cpu(ilb);
4483                 }
4484         }
4485
4486         /*
4487          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4488          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4489          */
4490         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4491             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4492                 resched_cpu(cpu);
4493                 return;
4494         }
4495
4496         /*
4497          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4498          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4499          */
4500         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4501             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4502                 return;
4503 #endif
4504         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4505         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4506             likely(!on_null_domain(cpu)))
4507                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4508 }
4509
4510 #else   /* CONFIG_SMP */
4511
4512 /*
4513  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4514  */
4515 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4516 {
4517 }
4518
4519 #endif
4520
4521 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4522
4523 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4524
4525 /*
4526  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4527  * @p in case that task is currently running.
4528  *
4529  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4530  */
4531 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4532 {
4533         u64 ns = 0;
4534
4535         if (task_current(rq, p)) {
4536                 update_rq_clock(rq);
4537                 ns = rq->clock - p->se.exec_start;
4538                 if ((s64)ns < 0)
4539                         ns = 0;
4540         }
4541
4542         return ns;
4543 }
4544
4545 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4546 {
4547         unsigned long flags;
4548         struct rq *rq;
4549         u64 ns = 0;
4550
4551         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4552         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4553         task_rq_unlock(rq, &flags);
4554
4555         return ns;
4556 }
4557
4558 /*
4559  * Return accounted runtime for the task.
4560  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4561  * pending runtime that have not been accounted yet.
4562  */
4563 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4564 {
4565         unsigned long flags;
4566         struct rq *rq;
4567         u64 ns = 0;
4568
4569         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4570         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4571         task_rq_unlock(rq, &flags);
4572
4573         return ns;
4574 }
4575
4576 /*
4577  * Return sum_exec_runtime for the thread group.
4578  * In case the task is currently running, return the sum plus current's
4579  * pending runtime that have not been accounted yet.
4580  *
4581  * Note that the thread group might have other running tasks as well,
4582  * so the return value not includes other pending runtime that other
4583  * running tasks might have.
4584  */
4585 unsigned long long thread_group_sched_runtime(struct task_struct *p)
4586 {
4587         struct task_cputime totals;
4588         unsigned long flags;
4589         struct rq *rq;
4590         u64 ns;
4591
4592         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4593         thread_group_cputime(p, &totals);
4594         ns = totals.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4595         task_rq_unlock(rq, &flags);
4596
4597         return ns;
4598 }
4599
4600 /*
4601  * Account user cpu time to a process.
4602  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4603  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
4604  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4605  */
4606 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4607                        cputime_t cputime_scaled)
4608 {
4609         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4610         cputime64_t tmp;
4611
4612         /* Add user time to process. */
4613         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4614         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4615         account_group_user_time(p, cputime);
4616
4617         /* Add user time to cpustat. */
4618         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4619         if (TASK_NICE(p) > 0)
4620                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
4621         else
4622                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4623
4624         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
4625         /* Account for user time used */
4626         acct_update_integrals(p);
4627 }
4628
4629 /*
4630  * Account guest cpu time to a process.
4631  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4632  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
4633  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4634  */
4635 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4636                                cputime_t cputime_scaled)
4637 {
4638         cputime64_t tmp;
4639         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4640
4641         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4642
4643         /* Add guest time to process. */
4644         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4645         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4646         account_group_user_time(p, cputime);
4647         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
4648
4649         /* Add guest time to cpustat. */
4650         cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4651         cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
4652 }
4653
4654 /*
4655  * Account system cpu time to a process.
4656  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4657  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
4658  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
4659  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4660  */
4661 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
4662                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
4663 {
4664         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4665         cputime64_t tmp;
4666
4667         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
4668                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
4669                 return;
4670         }
4671
4672         /* Add system time to process. */
4673         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
4674         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
4675         account_group_system_time(p, cputime);
4676
4677         /* Add system time to cpustat. */
4678         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4679         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
4680                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
4681         else if (softirq_count())
4682                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
4683         else
4684                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
4685
4686         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
4687
4688         /* Account for system time used */
4689         acct_update_integrals(p);
4690 }
4691
4692 /*
4693  * Account for involuntary wait time.
4694  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
4695  */
4696 void account_steal_time(cputime_t cputime)
4697 {
4698         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4699         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4700
4701         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
4702 }
4703
4704 /*
4705  * Account for idle time.
4706  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
4707  */
4708 void account_idle_time(cputime_t cputime)
4709 {
4710         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4711         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4712         struct rq *rq = this_rq();
4713
4714         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
4715                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
4716         else
4717                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
4718 }
4719
4720 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4721
4722 /*
4723  * Account a single tick of cpu time.
4724  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4725  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
4726  */
4727 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
4728 {
4729         cputime_t one_jiffy = jiffies_to_cputime(1);
4730         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(one_jiffy);
4731         struct rq *rq = this_rq();
4732
4733         if (user_tick)
4734                 account_user_time(p, one_jiffy, one_jiffy_scaled);
4735         else if ((p != rq->idle) || (irq_count() != HARDIRQ_OFFSET))
4736                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, one_jiffy,
4737                                     one_jiffy_scaled);
4738         else
4739                 account_idle_time(one_jiffy);
4740 }
4741
4742 /*
4743  * Account multiple ticks of steal time.
4744  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
4745  * @ticks: number of stolen ticks
4746  */
4747 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
4748 {
4749         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4750 }
4751
4752 /*
4753  * Account multiple ticks of idle time.
4754  * @ticks: number of stolen ticks
4755  */
4756 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
4757 {
4758         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4759 }
4760
4761 #endif
4762
4763 /*
4764  * Use precise platform statistics if available:
4765  */
4766 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4767 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
4768 {
4769         return p->utime;
4770 }
4771
4772 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
4773 {
4774         return p->stime;
4775 }
4776 #else
4777 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
4778 {
4779         clock_t utime = cputime_to_clock_t(p->utime),
4780                 total = utime + cputime_to_clock_t(p->stime);
4781         u64 temp;
4782
4783         /*
4784          * Use CFS's precise accounting:
4785          */
4786         temp = (u64)nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime);
4787
4788         if (total) {
4789                 temp *= utime;
4790                 do_div(temp, total);
4791         }
4792         utime = (clock_t)temp;
4793
4794         p->prev_utime = max(p->prev_utime, clock_t_to_cputime(utime));
4795         return p->prev_utime;
4796 }
4797
4798 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
4799 {
4800         clock_t stime;
4801
4802         /*
4803          * Use CFS's precise accounting. (we subtract utime from
4804          * the total, to make sure the total observed by userspace
4805          * grows monotonically - apps rely on that):
4806          */
4807         stime = nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime) -
4808                         cputime_to_clock_t(task_utime(p));
4809
4810         if (stime >= 0)
4811                 p->prev_stime = max(p->prev_stime, clock_t_to_cputime(stime));
4812
4813         return p->prev_stime;
4814 }
4815 #endif
4816
4817 inline cputime_t task_gtime(struct task_struct *p)
4818 {
4819         return p->gtime;
4820 }
4821
4822 /*
4823  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
4824  * We call it with interrupts disabled.
4825  *
4826  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
4827  * timeslices.
4828  */
4829 void scheduler_tick(void)
4830 {
4831         int cpu = smp_processor_id();
4832         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4833         struct task_struct *curr = rq->curr;
4834
4835         sched_clock_tick();
4836
4837         spin_lock(&rq->lock);
4838         update_rq_clock(rq);
4839         update_cpu_load(rq);
4840         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4841         spin_unlock(&rq->lock);
4842
4843 #ifdef CONFIG_SMP
4844         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
4845         trigger_load_balance(rq, cpu);
4846 #endif
4847 }
4848
4849 notrace unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
4850 {
4851         if (in_lock_functions(addr)) {
4852                 addr = CALLER_ADDR2;
4853                 if (in_lock_functions(addr))
4854                         addr = CALLER_ADDR3;
4855         }
4856         return addr;
4857 }
4858
4859 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
4860                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
4861
4862 void __kprobes add_preempt_count(int val)
4863 {
4864 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4865         /*
4866          * Underflow?
4867          */
4868         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
4869                 return;
4870 #endif
4871         preempt_count() += val;
4872 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4873         /*
4874          * Spinlock count overflowing soon?
4875          */
4876         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
4877                                 PREEMPT_MASK - 10);
4878 #endif
4879         if (preempt_count() == val)
4880                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4881 }
4882 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
4883
4884 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
4885 {
4886 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4887         /*
4888          * Underflow?
4889          */
4890         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
4891                 return;
4892         /*
4893          * Is the spinlock portion underflowing?
4894          */
4895         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
4896                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
4897                 return;
4898 #endif
4899
4900         if (preempt_count() == val)
4901                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4902         preempt_count() -= val;
4903 }
4904 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
4905
4906 #endif
4907
4908 /*
4909  * Print scheduling while atomic bug:
4910  */
4911 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
4912 {
4913         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
4914
4915         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
4916                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
4917
4918         debug_show_held_locks(prev);
4919         print_modules();
4920         if (irqs_disabled())
4921                 print_irqtrace_events(prev);
4922
4923         if (regs)
4924                 show_regs(regs);
4925         else
4926                 dump_stack();
4927 }
4928
4929 /*
4930  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
4931  */
4932 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
4933 {
4934         /*
4935          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
4936          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
4937          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
4938          */
4939         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
4940                 __schedule_bug(prev);
4941
4942         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
4943
4944         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
4945 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4946         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
4947                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
4948                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
4949         }
4950 #endif
4951 }
4952
4953 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4954 {
4955         if (prev->state == TASK_RUNNING) {
4956                 u64 runtime = prev->se.sum_exec_runtime;
4957
4958                 runtime -= prev->se.prev_sum_exec_runtime;
4959                 runtime = min_t(u64, runtime, 2*sysctl_sched_migration_cost);
4960
4961                 /*
4962                  * In order to avoid avg_overlap growing stale when we are
4963                  * indeed overlapping and hence not getting put to sleep, grow
4964                  * the avg_overlap on preemption.
4965                  *
4966                  * We use the average preemption runtime because that
4967                  * correlates to the amount of cache footprint a task can
4968                  * build up.
4969                  */
4970                 update_avg(&prev->se.avg_overlap, runtime);
4971         }
4972         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
4973 }
4974
4975 /*
4976  * Pick up the highest-prio task:
4977  */
4978 static inline struct task_struct *
4979 pick_next_task(struct rq *rq)
4980 {
4981         const struct sched_class *class;
4982         struct task_struct *p;
4983
4984         /*
4985          * Optimization: we know that if all tasks are in
4986          * the fair class we can call that function directly:
4987          */
4988         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
4989                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
4990                 if (likely(p))
4991                         return p;
4992         }
4993
4994         class = sched_class_highest;
4995         for ( ; ; ) {
4996                 p = class->pick_next_task(rq);
4997                 if (p)
4998                         return p;
4999                 /*
5000                  * Will never be NULL as the idle class always
5001                  * returns a non-NULL p:
5002                  */
5003                 class = class->next;
5004         }
5005 }
5006
5007 /*
5008  * schedule() is the main scheduler function.
5009  */
5010 asmlinkage void __sched __schedule(void)
5011 {
5012         struct task_struct *prev, *next;
5013         unsigned long *switch_count;
5014         struct rq *rq;
5015         int cpu;
5016
5017         cpu = smp_processor_id();
5018         rq = cpu_rq(cpu);
5019         rcu_qsctr_inc(cpu);
5020         prev = rq->curr;
5021         switch_count = &prev->nivcsw;
5022
5023         release_kernel_lock(prev);
5024 need_resched_nonpreemptible:
5025
5026         schedule_debug(prev);
5027
5028         if (sched_feat(HRTICK))
5029                 hrtick_clear(rq);
5030
5031         spin_lock_irq(&rq->lock);
5032         update_rq_clock(rq);
5033         clear_tsk_need_resched(prev);
5034
5035         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
5036                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
5037                         prev->state = TASK_RUNNING;
5038                 else
5039                         deactivate_task(rq, prev, 1);
5040                 switch_count = &prev->nvcsw;
5041         }
5042
5043 #ifdef CONFIG_SMP
5044         if (prev->sched_class->pre_schedule)
5045                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
5046 #endif
5047
5048         if (unlikely(!rq->nr_running))
5049                 idle_balance(cpu, rq);
5050
5051         put_prev_task(rq, prev);
5052         next = pick_next_task(rq);
5053
5054         if (likely(prev != next)) {
5055                 sched_info_switch(prev, next);
5056
5057                 rq->nr_switches++;
5058                 rq->curr = next;
5059                 ++*switch_count;
5060
5061                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
5062                 /*
5063                  * the context switch might have flipped the stack from under
5064                  * us, hence refresh the local variables.
5065                  */
5066                 cpu = smp_processor_id();
5067                 rq = cpu_rq(cpu);
5068         } else
5069                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
5070
5071         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
5072                 goto need_resched_nonpreemptible;
5073 }
5074
5075 asmlinkage void __sched schedule(void)
5076 {
5077 need_resched:
5078         preempt_disable();
5079         __schedule();
5080         preempt_enable_no_resched();
5081         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)))
5082                 goto need_resched;
5083 }
5084 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5085
5086 #ifdef CONFIG_SMP
5087 /*
5088  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
5089  * access and not reliable.
5090  */
5091 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct thread_info *owner)
5092 {
5093         unsigned int cpu;
5094         struct rq *rq;
5095
5096         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
5097                 return 0;
5098
5099 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
5100         /*
5101          * Need to access the cpu field knowing that
5102          * DEBUG_PAGEALLOC could have unmapped it if
5103          * the mutex owner just released it and exited.
5104          */
5105         if (probe_kernel_address(&owner->cpu, cpu))
5106                 goto out;
5107 #else
5108         cpu = owner->cpu;
5109 #endif
5110
5111         /*
5112          * Even if the access succeeded (likely case),
5113          * the cpu field may no longer be valid.
5114          */
5115         if (cpu >= nr_cpumask_bits)
5116                 goto out;
5117
5118         /*
5119          * We need to validate that we can do a
5120          * get_cpu() and that we have the percpu area.
5121          */
5122         if (!cpu_online(cpu))
5123                 goto out;
5124
5125         rq = cpu_rq(cpu);
5126
5127         for (;;) {
5128                 /*
5129                  * Owner changed, break to re-assess state.
5130                  */
5131                 if (lock->owner != owner)
5132                         break;
5133
5134                 /*
5135                  * Is that owner really running on that cpu?
5136                  */
5137                 if (task_thread_info(rq->curr) != owner || need_resched())
5138                         return 0;
5139
5140                 cpu_relax();
5141         }
5142 out:
5143         return 1;
5144 }
5145 #endif
5146
5147 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5148 /*
5149  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5150  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
5151  * occur there and call schedule directly.
5152  */
5153 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
5154 {
5155         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5156
5157         /*
5158          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5159          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5160          */
5161         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
5162                 return;
5163
5164         do {
5165                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5166                 schedule();
5167                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5168
5169                 /*
5170                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5171                  * between schedule and now.
5172                  */
5173                 barrier();
5174         } while (need_resched());
5175 }
5176 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5177
5178 /*
5179  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
5180  * off of irq context.
5181  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5182  * protect us against recursive calling from irq.
5183  */
5184 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
5185 {
5186         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5187
5188         /* Catch callers which need to be fixed */
5189         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
5190
5191         do {
5192                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5193                 local_irq_enable();
5194                 schedule();
5195                 local_irq_disable();
5196                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5197
5198                 /*
5199                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5200                  * between schedule and now.
5201                  */
5202                 barrier();
5203         } while (need_resched());
5204 }
5205
5206 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
5207
5208 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int sync,
5209                           void *key)
5210 {
5211         return try_to_wake_up(curr->private, mode, sync);
5212 }
5213 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5214
5215 /*
5216  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
5217  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
5218  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
5219  *
5220  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
5221  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
5222  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
5223  */
5224 void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5225                         int nr_exclusive, int sync, void *key)
5226 {
5227         wait_queue_t *curr, *next;
5228
5229         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
5230                 unsigned flags = curr->flags;
5231
5232                 if (curr->func(curr, mode, sync, key) &&
5233                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
5234                         break;
5235         }
5236 }
5237
5238 /**
5239  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
5240  * @q: the waitqueue
5241  * @mode: which threads
5242  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5243  * @key: is directly passed to the wakeup function
5244  */
5245 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5246                         int nr_exclusive, void *key)
5247 {
5248         unsigned long flags;
5249
5250         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5251         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
5252         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5253 }
5254 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
5255
5256 /*
5257  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
5258  */
5259 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
5260 {
5261         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
5262 }
5263
5264 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
5265 {
5266         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
5267 }
5268
5269 /**
5270  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
5271  * @q: the waitqueue
5272  * @mode: which threads
5273  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5274  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
5275  *
5276  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
5277  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
5278  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
5279  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
5280  *
5281  * On UP it can prevent extra preemption.
5282  */
5283 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5284                         int nr_exclusive, void *key)
5285 {
5286         unsigned long flags;
5287         int sync = 1;
5288
5289         if (unlikely(!q))
5290                 return;
5291
5292         if (unlikely(!nr_exclusive))
5293                 sync = 0;
5294
5295         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5296         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, sync, key);
5297         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5298 }
5299 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
5300
5301 /*
5302  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
5303  */
5304 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
5305 {
5306         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
5307 }
5308 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
5309
5310 /**
5311  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
5312  * @x:  holds the state of this particular completion
5313  *
5314  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
5315  * awakened in the same order in which they were queued.
5316  *
5317  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
5318  */
5319 void complete(struct completion *x)
5320 {
5321         unsigned long flags;
5322
5323         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5324         x->done++;
5325         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
5326         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5327 }
5328 EXPORT_SYMBOL(complete);
5329
5330 /**
5331  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
5332  * @x:  holds the state of this particular completion
5333  *
5334  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
5335  */
5336 void complete_all(struct completion *x)
5337 {
5338         unsigned long flags;
5339
5340         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5341         x->done += UINT_MAX/2;
5342         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
5343         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5344 }
5345 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
5346
5347 static inline long __sched
5348 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5349 {
5350         if (!x->done) {
5351                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
5352
5353                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
5354                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
5355                 do {
5356                         if (signal_pending_state(state, current)) {
5357                                 timeout = -ERESTARTSYS;
5358                                 break;
5359                         }
5360                         __set_current_state(state);
5361                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5362                         timeout = schedule_timeout(timeout);
5363                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5364                 } while (!x->done && timeout);
5365                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
5366                 if (!x->done)
5367                         return timeout;
5368         }
5369         x->done--;
5370         return timeout ?: 1;
5371 }
5372
5373 static long __sched
5374 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5375 {
5376         might_sleep();
5377
5378         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5379         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5380         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5381         return timeout;
5382 }
5383
5384 /**
5385  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5386  * @x:  holds the state of this particular completion
5387  *
5388  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5389  * interruptible and there is no timeout.
5390  *
5391  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5392  * and interrupt capability. Also see complete().
5393  */
5394 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5395 {
5396         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5397 }
5398 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5399
5400 /**
5401  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5402  * @x:  holds the state of this particular completion
5403  * @timeout:  timeout value in jiffies
5404  *
5405  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5406  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5407  * interruptible.
5408  */
5409 unsigned long __sched
5410 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5411 {
5412         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5413 }
5414 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5415
5416 /**
5417  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5418  * @x:  holds the state of this particular completion
5419  *
5420  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5421  * interruptible.
5422  */
5423 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5424 {
5425         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5426         if (t == -ERESTARTSYS)
5427                 return t;
5428         return 0;
5429 }
5430 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5431
5432 /**
5433  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5434  * @x:  holds the state of this particular completion
5435  * @timeout:  timeout value in jiffies
5436  *
5437  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5438  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5439  */
5440 unsigned long __sched
5441 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5442                                           unsigned long timeout)
5443 {
5444         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5445 }
5446 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5447
5448 /**
5449  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5450  * @x:  holds the state of this particular completion
5451  *
5452  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5453  * interrupted by a kill signal.
5454  */
5455 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5456 {
5457         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5458         if (t == -ERESTARTSYS)
5459                 return t;
5460         return 0;
5461 }
5462 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5463
5464 /**
5465  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5466  *      @x:     completion structure
5467  *
5468  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5469  *               1 if a decrement succeeded.
5470  *
5471  *      If a completion is being used as a counting completion,
5472  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5473  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5474  *      is protecting is not available.
5475  */
5476 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5477 {
5478         int ret = 1;
5479
5480         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5481         if (!x->done)
5482                 ret = 0;
5483         else
5484                 x->done--;
5485         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5486         return ret;
5487 }
5488 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5489
5490 /**
5491  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5492  *      @x:     completion structure
5493  *
5494  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5495  *               1 if there are no waiters.
5496  *
5497  */
5498 bool completion_done(struct completion *x)
5499 {
5500         int ret = 1;
5501
5502         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5503         if (!x->done)
5504                 ret = 0;
5505         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5506         return ret;
5507 }
5508 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5509
5510 static long __sched
5511 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5512 {
5513         unsigned long flags;
5514         wait_queue_t wait;
5515
5516         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5517
5518         __set_current_state(state);
5519
5520         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5521         __add_wait_queue(q, &wait);
5522         spin_unlock(&q->lock);
5523         timeout = schedule_timeout(timeout);
5524         spin_lock_irq(&q->lock);
5525         __remove_wait_queue(q, &wait);
5526         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5527
5528         return timeout;
5529 }
5530
5531 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5532 {
5533         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5534 }
5535 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
5536
5537 long __sched
5538 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5539 {
5540         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
5541 }
5542 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
5543
5544 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5545 {
5546         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5547 }
5548 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
5549
5550 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5551 {
5552         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
5553 }
5554 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
5555
5556 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5557
5558 /*
5559  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5560  * @p: task
5561  * @prio: prio value (kernel-internal form)
5562  *
5563  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
5564  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
5565  *
5566  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
5567  */
5568 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
5569 {
5570         unsigned long flags;
5571         int oldprio, on_rq, running;
5572         struct rq *rq;
5573         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
5574
5575         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
5576
5577         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5578         update_rq_clock(rq);
5579
5580         oldprio = p->prio;
5581         on_rq = p->se.on_rq;
5582         running = task_current(rq, p);
5583         if (on_rq)
5584                 dequeue_task(rq, p, 0);
5585         if (running)
5586                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5587
5588         if (rt_prio(prio))
5589                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5590         else
5591                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5592
5593         p->prio = prio;
5594
5595         if (running)
5596                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5597         if (on_rq) {
5598                 enqueue_task(rq, p, 0);
5599
5600                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
5601         }
5602         task_rq_unlock(rq, &flags);
5603 }
5604
5605 #endif
5606
5607 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
5608 {
5609         int old_prio, delta, on_rq;
5610         unsigned long flags;
5611         struct rq *rq;
5612
5613         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
5614                 return;
5615         /*
5616          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
5617          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
5618          */
5619         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5620         update_rq_clock(rq);
5621         /*
5622          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
5623          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
5624          * it wont have any effect on scheduling until the task is
5625          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
5626          */
5627         if (task_has_rt_policy(p)) {
5628                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5629                 goto out_unlock;
5630         }
5631         on_rq = p->se.on_rq;
5632         if (on_rq)
5633                 dequeue_task(rq, p, 0);
5634
5635         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5636         set_load_weight(p);
5637         old_prio = p->prio;
5638         p->prio = effective_prio(p);
5639         delta = p->prio - old_prio;
5640
5641         if (on_rq) {
5642                 enqueue_task(rq, p, 0);
5643                 /*
5644                  * If the task increased its priority or is running and
5645                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
5646                  */
5647                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
5648                         resched_task(rq->curr);
5649         }
5650 out_unlock:
5651         task_rq_unlock(rq, &flags);
5652 }
5653 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
5654
5655 /*
5656  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
5657  * @p: task
5658  * @nice: nice value
5659  */
5660 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
5661 {
5662         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
5663         int nice_rlim = 20 - nice;
5664
5665         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
5666                 capable(CAP_SYS_NICE));
5667 }
5668
5669 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5670
5671 /*
5672  * sys_nice - change the priority of the current process.
5673  * @increment: priority increment
5674  *
5675  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5676  * does similar things.
5677  */
5678 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
5679 {
5680         long nice, retval;
5681
5682         /*
5683          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5684          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5685          * and we have a single winner.
5686          */
5687         if (increment < -40)
5688                 increment = -40;
5689         if (increment > 40)
5690                 increment = 40;
5691
5692         nice = TASK_NICE(current) + increment;
5693         if (nice < -20)
5694                 nice = -20;
5695         if (nice > 19)
5696                 nice = 19;
5697
5698         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
5699                 return -EPERM;
5700
5701         retval = security_task_setnice(current, nice);
5702         if (retval)
5703                 return retval;
5704
5705         set_user_nice(current, nice);
5706         return 0;
5707 }
5708
5709 #endif
5710
5711 /**
5712  * task_prio - return the priority value of a given task.
5713  * @p: the task in question.
5714  *
5715  * This is the priority value as seen by users in /proc.
5716  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
5717  * around 0, value goes from -16 to +15.
5718  */
5719 int task_prio(const struct task_struct *p)
5720 {
5721         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
5722 }
5723
5724 /**
5725  * task_nice - return the nice value of a given task.
5726  * @p: the task in question.
5727  */
5728 int task_nice(const struct task_struct *p)
5729 {
5730         return TASK_NICE(p);
5731 }
5732 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
5733
5734 /**
5735  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
5736  * @cpu: the processor in question.
5737  */
5738 int idle_cpu(int cpu)
5739 {
5740         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
5741 }
5742
5743 /**
5744  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
5745  * @cpu: the processor in question.
5746  */
5747 struct task_struct *idle_task(int cpu)
5748 {
5749         return cpu_rq(cpu)->idle;
5750 }
5751
5752 /**
5753  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
5754  * @pid: the pid in question.
5755  */
5756 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
5757 {
5758         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
5759 }
5760
5761 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
5762 static void
5763 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
5764 {
5765         BUG_ON(p->se.on_rq);
5766
5767         p->policy = policy;
5768         switch (p->policy) {
5769         case SCHED_NORMAL:
5770         case SCHED_BATCH:
5771         case SCHED_IDLE:
5772                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5773                 break;
5774         case SCHED_FIFO:
5775         case SCHED_RR:
5776                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5777                 break;
5778         }
5779
5780         p->rt_priority = prio;
5781         p->normal_prio = normal_prio(p);
5782         /* we are holding p->pi_lock already */
5783         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
5784         set_load_weight(p);
5785 }
5786
5787 /*
5788  * check the target process has a UID that matches the current process's
5789  */
5790 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
5791 {
5792         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
5793         bool match;
5794
5795         rcu_read_lock();
5796         pcred = __task_cred(p);
5797         match = (cred->euid == pcred->euid ||
5798                  cred->euid == pcred->uid);
5799         rcu_read_unlock();
5800         return match;
5801 }
5802
5803 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5804                                 struct sched_param *param, bool user)
5805 {
5806         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
5807         unsigned long flags;
5808         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
5809         struct rq *rq;
5810
5811         /* may grab non-irq protected spin_locks */
5812         BUG_ON(in_interrupt());
5813 recheck:
5814         /* double check policy once rq lock held */
5815         if (policy < 0)
5816                 policy = oldpolicy = p->policy;
5817         else if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
5818                         policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
5819                         policy != SCHED_IDLE)
5820                 return -EINVAL;
5821         /*
5822          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
5823          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
5824          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
5825          */
5826         if (param->sched_priority < 0 ||
5827             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
5828             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
5829                 return -EINVAL;
5830         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
5831                 return -EINVAL;
5832
5833         /*
5834          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
5835          */
5836         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
5837                 if (rt_policy(policy)) {
5838                         unsigned long rlim_rtprio;
5839
5840                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
5841                                 return -ESRCH;
5842                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
5843                         unlock_task_sighand(p, &flags);
5844
5845                         /* can't set/change the rt policy */
5846                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
5847                                 return -EPERM;
5848
5849                         /* can't increase priority */
5850                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
5851                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
5852                                 return -EPERM;
5853                 }
5854                 /*
5855                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
5856                  * move out of SCHED_IDLE either:
5857                  */
5858                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
5859                         return -EPERM;
5860
5861                 /* can't change other user's priorities */
5862                 if (!check_same_owner(p))
5863                         return -EPERM;
5864         }
5865
5866         if (user) {
5867 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5868                 /*
5869                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5870                  * assigned.
5871                  */
5872                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
5873                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
5874                         return -EPERM;
5875 #endif
5876
5877                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
5878                 if (retval)
5879                         return retval;
5880         }
5881
5882         /*
5883          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
5884          * changing the priority of the task:
5885          */
5886         spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5887         /*
5888          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
5889          * runqueue lock must be held.
5890          */
5891         rq = __task_rq_lock(p);
5892         /* recheck policy now with rq lock held */
5893         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5894                 policy = oldpolicy = -1;
5895                 __task_rq_unlock(rq);
5896                 spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5897                 goto recheck;
5898         }
5899         update_rq_clock(rq);
5900         on_rq = p->se.on_rq;
5901         running = task_current(rq, p);
5902         if (on_rq)
5903                 deactivate_task(rq, p, 0);
5904         if (running)
5905                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5906
5907         oldprio = p->prio;
5908         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
5909
5910         if (running)
5911                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5912         if (on_rq) {
5913                 activate_task(rq, p, 0);
5914
5915                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
5916         }
5917         __task_rq_unlock(rq);
5918         spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5919
5920         rt_mutex_adjust_pi(p);
5921
5922         return 0;
5923 }
5924
5925 /**
5926  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5927  * @p: the task in question.
5928  * @policy: new policy.
5929  * @param: structure containing the new RT priority.
5930  *
5931  * NOTE that the task may be already dead.
5932  */
5933 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5934                        struct sched_param *param)
5935 {
5936         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5937 }
5938 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5939
5940 /**
5941  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5942  * @p: the task in question.
5943  * @policy: new policy.
5944  * @param: structure containing the new RT priority.
5945  *
5946  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5947  * current context has permission.  For example, this is needed in
5948  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5949  * but our caller might not have that capability.
5950  */
5951 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5952                                struct sched_param *param)
5953 {
5954         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5955 }
5956
5957 static int
5958 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5959 {
5960         struct sched_param lparam;
5961         struct task_struct *p;
5962         int retval;
5963
5964         if (!param || pid < 0)
5965                 return -EINVAL;
5966         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5967                 return -EFAULT;
5968
5969         rcu_read_lock();
5970         retval = -ESRCH;
5971         p = find_process_by_pid(pid);
5972         if (p != NULL)
5973                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5974         rcu_read_unlock();
5975
5976         return retval;
5977 }
5978
5979 /**
5980  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5981  * @pid: the pid in question.
5982  * @policy: new policy.
5983  * @param: structure containing the new RT priority.
5984  */
5985 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
5986                 struct sched_param __user *, param)
5987 {
5988         /* negative values for policy are not valid */
5989         if (policy < 0)
5990                 return -EINVAL;
5991
5992         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5993 }
5994
5995 /**
5996  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5997  * @pid: the pid in question.
5998  * @param: structure containing the new RT priority.
5999  */
6000 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6001 {
6002         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
6003 }
6004
6005 /**
6006  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6007  * @pid: the pid in question.
6008  */
6009 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6010 {
6011         struct task_struct *p;
6012         int retval;
6013
6014         if (pid < 0)
6015                 return -EINVAL;
6016
6017         retval = -ESRCH;
6018         read_lock(&tasklist_lock);
6019         p = find_process_by_pid(pid);
6020         if (p) {
6021                 retval = security_task_getscheduler(p);
6022                 if (!retval)
6023                         retval = p->policy;
6024         }
6025         read_unlock(&tasklist_lock);
6026         return retval;
6027 }
6028
6029 /**
6030  * sys_sched_getscheduler - get the RT priority of a thread
6031  * @pid: the pid in question.
6032  * @param: structure containing the RT priority.
6033  */
6034 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6035 {
6036         struct sched_param lp;
6037         struct task_struct *p;
6038         int retval;
6039
6040         if (!param || pid < 0)
6041                 return -EINVAL;
6042
6043         read_lock(&tasklist_lock);
6044         p = find_process_by_pid(pid);
6045         retval = -ESRCH;
6046         if (!p)
6047                 goto out_unlock;
6048
6049         retval = security_task_getscheduler(p);
6050         if (retval)
6051                 goto out_unlock;
6052
6053         lp.sched_priority = p->rt_priority;
6054         read_unlock(&tasklist_lock);
6055
6056         /*
6057          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6058          */
6059         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6060
6061         return retval;
6062
6063 out_unlock:
6064         read_unlock(&tasklist_lock);
6065         return retval;
6066 }
6067
6068 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6069 {
6070         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6071         struct task_struct *p;
6072         int retval;
6073
6074         get_online_cpus();
6075         read_lock(&tasklist_lock);
6076
6077         p = find_process_by_pid(pid);
6078         if (!p) {
6079                 read_unlock(&tasklist_lock);
6080                 put_online_cpus();
6081                 return -ESRCH;
6082         }
6083
6084         /*
6085          * It is not safe to call set_cpus_allowed with the
6086          * tasklist_lock held. We will bump the task_struct's
6087          * usage count and then drop tasklist_lock.
6088          */
6089         get_task_struct(p);
6090         read_unlock(&tasklist_lock);
6091
6092         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6093                 retval = -ENOMEM;
6094                 goto out_put_task;
6095         }
6096         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6097                 retval = -ENOMEM;
6098                 goto out_free_cpus_allowed;
6099         }
6100         retval = -EPERM;
6101         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
6102                 goto out_unlock;
6103
6104         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
6105         if (retval)
6106                 goto out_unlock;
6107
6108         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6109         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6110  again:
6111         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
6112
6113         if (!retval) {
6114                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6115                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6116                         /*
6117                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6118                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6119                          * cpuset's cpus_allowed
6120                          */
6121                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6122                         goto again;
6123                 }
6124         }
6125 out_unlock:
6126         free_cpumask_var(new_mask);
6127 out_free_cpus_allowed:
6128         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6129 out_put_task:
6130         put_task_struct(p);
6131         put_online_cpus();
6132         return retval;
6133 }
6134
6135 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6136                              struct cpumask *new_mask)
6137 {
6138         if (len < cpumask_size())
6139                 cpumask_clear(new_mask);
6140         else if (len > cpumask_size())
6141                 len = cpumask_size();
6142
6143         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6144 }
6145
6146 /**
6147  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
6148  * @pid: pid of the process
6149  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6150  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
6151  */
6152 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6153                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6154 {
6155         cpumask_var_t new_mask;
6156         int retval;
6157
6158         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6159                 return -ENOMEM;
6160
6161         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6162         if (retval == 0)
6163                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6164         free_cpumask_var(new_mask);
6165         return retval;
6166 }
6167
6168 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6169 {
6170         struct task_struct *p;
6171         int retval;
6172
6173         get_online_cpus();
6174         read_lock(&tasklist_lock);
6175
6176         retval = -ESRCH;
6177         p = find_process_by_pid(pid);
6178         if (!p)
6179                 goto out_unlock;
6180
6181         retval = security_task_getscheduler(p);
6182         if (retval)
6183                 goto out_unlock;
6184
6185         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6186
6187 out_unlock:
6188         read_unlock(&tasklist_lock);
6189         put_online_cpus();
6190
6191         return retval;
6192 }
6193
6194 /**
6195  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
6196  * @pid: pid of the process
6197  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6198  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
6199  */
6200 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6201                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6202 {
6203         int ret;
6204         cpumask_var_t mask;
6205
6206         if (len < cpumask_size())
6207                 return -EINVAL;
6208
6209         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6210                 return -ENOMEM;
6211
6212         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6213         if (ret == 0) {
6214                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, cpumask_size()))
6215                         ret = -EFAULT;
6216                 else
6217                         ret = cpumask_size();
6218         }
6219         free_cpumask_var(mask);
6220
6221         return ret;
6222 }
6223
6224 /**
6225  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6226  *
6227  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6228  * other threads running on this CPU then this function will return.
6229  */
6230 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6231 {
6232         struct rq *rq = this_rq_lock();
6233
6234         schedstat_inc(rq, yld_count);
6235         current->sched_class->yield_task(rq);
6236
6237         /*
6238          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6239          * no need to preempt or enable interrupts:
6240          */
6241         __release(rq->lock);
6242         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
6243         _raw_spin_unlock(&rq->lock);
6244         preempt_enable_no_resched();
6245
6246         schedule();
6247
6248         return 0;
6249 }
6250
6251 static void __cond_resched(void)
6252 {
6253 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK_SLEEP
6254         __might_sleep(__FILE__, __LINE__);
6255 #endif
6256         /*
6257          * The BKS might be reacquired before we have dropped
6258          * PREEMPT_ACTIVE, which could trigger a second
6259          * cond_resched() call.
6260          */
6261         do {
6262                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6263                 schedule();
6264                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6265         } while (need_resched());
6266 }
6267
6268 int __sched _cond_resched(void)
6269 {
6270         if (need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE) &&
6271                                         system_state == SYSTEM_RUNNING) {
6272                 __cond_resched();
6273                 return 1;
6274         }
6275         return 0;
6276 }
6277 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6278
6279 /*
6280  * cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6281  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6282  *
6283  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
6284  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6285  * spin_unlock(), once by hand).
6286  */
6287 int cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6288 {
6289         int resched = need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING;
6290         int ret = 0;
6291
6292         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6293                 spin_unlock(lock);
6294                 if (resched && need_resched())
6295                         __cond_resched();
6296                 else
6297                         cpu_relax();
6298                 ret = 1;
6299                 spin_lock(lock);
6300         }
6301         return ret;
6302 }
6303 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_lock);
6304
6305 int __sched cond_resched_softirq(void)
6306 {
6307         BUG_ON(!in_softirq());
6308
6309         if (need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING) {
6310                 local_bh_enable();
6311                 __cond_resched();
6312                 local_bh_disable();
6313                 return 1;
6314         }
6315         return 0;
6316 }
6317 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_softirq);
6318
6319 /**
6320  * yield - yield the current processor to other threads.
6321  *
6322  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6323  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6324  */
6325 void __sched yield(void)
6326 {
6327         set_current_state(TASK_RUNNING);
6328         sys_sched_yield();
6329 }
6330 EXPORT_SYMBOL(yield);
6331
6332 /*
6333  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6334  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6335  *
6336  * But don't do that if it is a deliberate, throttling IO wait (this task
6337  * has set its backing_dev_info: the queue against which it should throttle)
6338  */
6339 void __sched io_schedule(void)
6340 {
6341         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
6342
6343         delayacct_blkio_start();
6344         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6345         schedule();
6346         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6347         delayacct_blkio_end();
6348 }
6349 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6350
6351 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6352 {
6353         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
6354         long ret;
6355
6356         delayacct_blkio_start();
6357         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6358         ret = schedule_timeout(timeout);
6359         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6360         delayacct_blkio_end();
6361         return ret;
6362 }
6363
6364 /**
6365  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6366  * @policy: scheduling class.
6367  *
6368  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6369  * by a given scheduling class.
6370  */
6371 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6372 {
6373         int ret = -EINVAL;
6374
6375         switch (policy) {
6376         case SCHED_FIFO:
6377         case SCHED_RR:
6378                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6379                 break;
6380         case SCHED_NORMAL:
6381         case SCHED_BATCH:
6382         case SCHED_IDLE:
6383                 ret = 0;
6384                 break;
6385         }
6386         return ret;
6387 }
6388
6389 /**
6390  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6391  * @policy: scheduling class.
6392  *
6393  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6394  * by a given scheduling class.
6395  */
6396 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6397 {
6398         int ret = -EINVAL;
6399
6400         switch (policy) {
6401         case SCHED_FIFO:
6402         case SCHED_RR:
6403                 ret = 1;
6404                 break;
6405         case SCHED_NORMAL:
6406         case SCHED_BATCH:
6407         case SCHED_IDLE:
6408                 ret = 0;
6409         }
6410         return ret;
6411 }
6412
6413 /**
6414  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6415  * @pid: pid of the process.
6416  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6417  *
6418  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6419  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6420  */
6421 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6422                 struct timespec __user *, interval)
6423 {
6424         struct task_struct *p;
6425         unsigned int time_slice;
6426         int retval;
6427         struct timespec t;
6428
6429         if (pid < 0)
6430                 return -EINVAL;
6431
6432         retval = -ESRCH;
6433         read_lock(&tasklist_lock);
6434         p = find_process_by_pid(pid);
6435         if (!p)
6436                 goto out_unlock;
6437
6438         retval = security_task_getscheduler(p);
6439         if (retval)
6440                 goto out_unlock;
6441
6442         /*
6443          * Time slice is 0 for SCHED_FIFO tasks and for SCHED_OTHER
6444          * tasks that are on an otherwise idle runqueue:
6445          */
6446         time_slice = 0;
6447         if (p->policy == SCHED_RR) {
6448                 time_slice = DEF_TIMESLICE;
6449         } else if (p->policy != SCHED_FIFO) {
6450                 struct sched_entity *se = &p->se;
6451                 unsigned long flags;
6452                 struct rq *rq;
6453
6454                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
6455                 if (rq->cfs.load.weight)
6456                         time_slice = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
6457                 task_rq_unlock(rq, &flags);
6458         }
6459         read_unlock(&tasklist_lock);
6460         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
6461         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
6462         return retval;
6463
6464 out_unlock:
6465         read_unlock(&tasklist_lock);
6466         return retval;
6467 }
6468
6469 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
6470
6471 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6472 {
6473         unsigned long free = 0;
6474         unsigned state;
6475
6476         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6477         printk(KERN_INFO "%-13.13s %c", p->comm,
6478                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6479 #if BITS_PER_LONG == 32
6480         if (state == TASK_RUNNING)
6481                 printk(KERN_CONT " running  ");
6482         else
6483                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6484 #else
6485         if (state == TASK_RUNNING)
6486                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6487         else
6488                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
6489 #endif
6490 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6491         free = stack_not_used(p);
6492 #endif
6493         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d\n", free,
6494                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent));
6495
6496         show_stack(p, NULL);
6497 }
6498
6499 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6500 {
6501         struct task_struct *g, *p;
6502
6503 #if BITS_PER_LONG == 32
6504         printk(KERN_INFO
6505                 "  task                PC stack   pid father\n");
6506 #else
6507         printk(KERN_INFO
6508                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6509 #endif
6510         read_lock(&tasklist_lock);
6511         do_each_thread(g, p) {
6512                 /*
6513                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6514                  * console might take alot of time:
6515                  */
6516                 touch_nmi_watchdog();
6517                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
6518                         sched_show_task(p);
6519         } while_each_thread(g, p);
6520
6521         touch_all_softlockup_watchdogs();
6522
6523 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6524         sysrq_sched_debug_show();
6525 #endif
6526         read_unlock(&tasklist_lock);
6527         /*
6528          * Only show locks if all tasks are dumped:
6529          */
6530         if (state_filter == -1)
6531                 debug_show_all_locks();
6532 }
6533
6534 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
6535 {
6536         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6537 }
6538
6539 /**
6540  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6541  * @idle: task in question
6542  * @cpu: cpu the idle task belongs to
6543  *
6544  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6545  * flag, to make booting more robust.
6546  */
6547 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6548 {
6549         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6550         unsigned long flags;
6551
6552         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6553
6554         __sched_fork(idle);
6555         idle->se.exec_start = sched_clock();
6556
6557         idle->prio = idle->normal_prio = MAX_PRIO;
6558         cpumask_copy(&idle->cpus_allowed, cpumask_of(cpu));
6559         __set_task_cpu(idle, cpu);
6560
6561         rq->curr = rq->idle = idle;
6562 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
6563         idle->oncpu = 1;
6564 #endif
6565         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6566
6567         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6568 #if defined(CONFIG_PREEMPT)
6569         task_thread_info(idle)->preempt_count = (idle->lock_depth >= 0);
6570 #else
6571         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
6572 #endif
6573         /*
6574          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6575          */
6576         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6577         ftrace_graph_init_task(idle);
6578 }
6579
6580 /*
6581  * In a system that switches off the HZ timer nohz_cpu_mask
6582  * indicates which cpus entered this state. This is used
6583  * in the rcu update to wait only for active cpus. For system
6584  * which do not switch off the HZ timer nohz_cpu_mask should
6585  * always be CPU_BITS_NONE.
6586  */
6587 cpumask_var_t nohz_cpu_mask;
6588
6589 /*
6590  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
6591  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
6592  * to users decreases. But the relationship is not linear,
6593  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
6594  * number of CPUs.
6595  *
6596  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
6597  */
6598 static inline void sched_init_granularity(void)
6599 {
6600         unsigned int factor = 1 + ilog2(num_online_cpus());
6601         const unsigned long limit = 200000000;
6602
6603         sysctl_sched_min_granularity *= factor;
6604         if (sysctl_sched_min_granularity > limit)
6605                 sysctl_sched_min_granularity = limit;
6606
6607         sysctl_sched_latency *= factor;
6608         if (sysctl_sched_latency > limit)
6609                 sysctl_sched_latency = limit;
6610
6611         sysctl_sched_wakeup_granularity *= factor;
6612
6613         sysctl_sched_shares_ratelimit *= factor;
6614 }
6615
6616 #ifdef CONFIG_SMP
6617 /*
6618  * This is how migration works:
6619  *
6620  * 1) we queue a struct migration_req structure in the source CPU's
6621  *    runqueue and wake up that CPU's migration thread.
6622  * 2) we down() the locked semaphore => thread blocks.
6623  * 3) migration thread wakes up (implicitly it forces the migrated
6624  *    thread off the CPU)
6625  * 4) it gets the migration request and checks whether the migrated
6626  *    task is still in the wrong runqueue.
6627  * 5) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
6628  *    it and puts it into the right queue.
6629  * 6) migration thread up()s the semaphore.
6630  * 7) we wake up and the migration is done.
6631  */
6632
6633 /*
6634  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
6635  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
6636  * is removed from the allowed bitmask.
6637  *
6638  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
6639  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
6640  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
6641  */
6642 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
6643 {
6644         struct migration_req req;
6645         unsigned long flags;
6646         struct rq *rq;
6647         int ret = 0;
6648
6649         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6650         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask)) {
6651                 ret = -EINVAL;
6652                 goto out;
6653         }
6654
6655         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current &&
6656                      !cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))) {
6657                 ret = -EINVAL;
6658                 goto out;
6659         }
6660
6661         if (p->sched_class->set_cpus_allowed)
6662                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
6663         else {
6664                 cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
6665                 p->rt.nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
6666         }
6667
6668         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
6669         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
6670                 goto out;
6671
6672         if (migrate_task(p, cpumask_any_and(cpu_online_mask, new_mask), &req)) {
6673                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
6674                 task_rq_unlock(rq, &flags);
6675                 wake_up_process(rq->migration_thread);
6676                 wait_for_completion(&req.done);
6677                 tlb_migrate_finish(p->mm);
6678                 return 0;
6679         }
6680 out:
6681         task_rq_unlock(rq, &flags);
6682
6683         return ret;
6684 }
6685 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
6686
6687 /*
6688  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
6689  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
6690  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
6691  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
6692  *
6693  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
6694  * as the task is no longer on this CPU.
6695  *
6696  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
6697  */
6698 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
6699 {
6700         struct rq *rq_dest, *rq_src;
6701         int ret = 0, on_rq;
6702
6703         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
6704                 return ret;
6705
6706         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
6707         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
6708
6709         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
6710         /* Already moved. */
6711         if (task_cpu(p) != src_cpu)
6712                 goto done;
6713         /* Affinity changed (again). */
6714         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
6715                 goto fail;
6716
6717         on_rq = p->se.on_rq;
6718         if (on_rq)
6719                 deactivate_task(rq_src, p, 0);
6720
6721         set_task_cpu(p, dest_cpu);
6722         if (on_rq) {
6723                 activate_task(rq_dest, p, 0);
6724                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
6725         }
6726 done:
6727         ret = 1;
6728 fail:
6729         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
6730         return ret;
6731 }
6732
6733 /*
6734  * migration_thread - this is a highprio system thread that performs
6735  * thread migration by bumping thread off CPU then 'pushing' onto
6736  * another runqueue.
6737  */
6738 static int migration_thread(void *data)
6739 {
6740         int cpu = (long)data;
6741         struct rq *rq;
6742
6743         rq = cpu_rq(cpu);
6744         BUG_ON(rq->migration_thread != current);
6745
6746         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6747         while (!kthread_should_stop()) {
6748                 struct migration_req *req;
6749                 struct list_head *head;
6750
6751                 spin_lock_irq(&rq->lock);
6752
6753                 if (cpu_is_offline(cpu)) {
6754                         spin_unlock_irq(&rq->lock);
6755                         goto wait_to_die;
6756                 }
6757
6758                 if (rq->active_balance) {
6759                         active_load_balance(rq, cpu);
6760                         rq->active_balance = 0;
6761                 }
6762
6763                 head = &rq->migration_queue;
6764
6765                 if (list_empty(head)) {
6766                         spin_unlock_irq(&rq->lock);
6767                         schedule();
6768                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6769                         continue;
6770                 }
6771                 req = list_entry(head->next, struct migration_req, list);
6772                 list_del_init(head->next);
6773
6774                 spin_unlock(&rq->lock);
6775                 __migrate_task(req->task, cpu, req->dest_cpu);
6776                 local_irq_enable();
6777
6778                 complete(&req->done);
6779         }
6780         __set_current_state(TASK_RUNNING);
6781         return 0;
6782
6783 wait_to_die:
6784         /* Wait for kthread_stop */
6785         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6786         while (!kthread_should_stop()) {
6787                 schedule();
6788                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6789         }
6790         __set_current_state(TASK_RUNNING);
6791         return 0;
6792 }
6793
6794 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6795
6796 static int __migrate_task_irq(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
6797 {
6798         int ret;
6799
6800         local_irq_disable();
6801         ret = __migrate_task(p, src_cpu, dest_cpu);
6802         local_irq_enable();
6803         return ret;
6804 }
6805
6806 /*
6807  * Figure out where task on dead CPU should go, use force if necessary.
6808  */
6809 static void move_task_off_dead_cpu(int dead_cpu, struct task_struct *p)
6810 {
6811         int dest_cpu;
6812         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(dead_cpu));
6813
6814 again:
6815         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
6816         for_each_cpu_and(dest_cpu, nodemask, cpu_online_mask)
6817                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
6818                         goto move;
6819
6820         /* Any allowed, online CPU? */
6821         dest_cpu = cpumask_any_and(&p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6822         if (dest_cpu < nr_cpu_ids)
6823                 goto move;
6824
6825         /* No more Mr. Nice Guy. */
6826         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
6827                 cpuset_cpus_allowed_locked(p, &p->cpus_allowed);
6828                 dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_online_mask, &p->cpus_allowed);
6829
6830                 /*
6831                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
6832                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
6833                  * leave kernel.
6834                  */
6835                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
6836                         printk(KERN_INFO "process %d (%s) no "
6837                                "longer affine to cpu%d\n",
6838                                task_pid_nr(p), p->comm, dead_cpu);
6839                 }
6840         }
6841
6842 move:
6843         /* It can have affinity changed while we were choosing. */
6844         if (unlikely(!__migrate_task_irq(p, dead_cpu, dest_cpu)))
6845                 goto again;
6846 }
6847
6848 /*
6849  * While a dead CPU has no uninterruptible tasks queued at this point,
6850  * it might still have a nonzero ->nr_uninterruptible counter, because
6851  * for performance reasons the counter is not stricly tracking tasks to
6852  * their home CPUs. So we just add the counter to another CPU's counter,
6853  * to keep the global sum constant after CPU-down:
6854  */
6855 static void migrate_nr_uninterruptible(struct rq *rq_src)
6856 {
6857         struct rq *rq_dest = cpu_rq(cpumask_any(cpu_online_mask));
6858         unsigned long flags;
6859
6860         local_irq_save(flags);
6861         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
6862         rq_dest->nr_uninterruptible += rq_src->nr_uninterruptible;
6863         rq_src->nr_uninterruptible = 0;
6864         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
6865         local_irq_restore(flags);
6866 }
6867
6868 /* Run through task list and migrate tasks from the dead cpu. */
6869 static void migrate_live_tasks(int src_cpu)
6870 {
6871         struct task_struct *p, *t;
6872
6873         read_lock(&tasklist_lock);
6874
6875         do_each_thread(t, p) {
6876                 if (p == current)
6877                         continue;
6878
6879                 if (task_cpu(p) == src_cpu)
6880                         move_task_off_dead_cpu(src_cpu, p);
6881         } while_each_thread(t, p);
6882
6883         read_unlock(&tasklist_lock);
6884 }
6885
6886 /*
6887  * Schedules idle task to be the next runnable task on current CPU.
6888  * It does so by boosting its priority to highest possible.
6889  * Used by CPU offline code.
6890  */
6891 void sched_idle_next(void)
6892 {
6893         int this_cpu = smp_processor_id();
6894         struct rq *rq = cpu_rq(this_cpu);
6895         struct task_struct *p = rq->idle;
6896         unsigned long flags;
6897
6898         /* cpu has to be offline */
6899         BUG_ON(cpu_online(this_cpu));
6900
6901         /*
6902          * Strictly not necessary since rest of the CPUs are stopped by now
6903          * and interrupts disabled on the current cpu.
6904          */