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