Merge branch 'locking-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <linux/smp_lock.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/kthread.h>
58 #include <linux/proc_fs.h>
59 #include <linux/seq_file.h>
60 #include <linux/sysctl.h>
61 #include <linux/syscalls.h>
62 #include <linux/times.h>
63 #include <linux/tsacct_kern.h>
64 #include <linux/kprobes.h>
65 #include <linux/delayacct.h>
66 #include <linux/reciprocal_div.h>
67 #include <linux/unistd.h>
68 #include <linux/pagemap.h>
69 #include <linux/hrtimer.h>
70 #include <linux/tick.h>
71 #include <linux/bootmem.h>
72 #include <linux/debugfs.h>
73 #include <linux/ctype.h>
74 #include <linux/ftrace.h>
75 #include <trace/sched.h>
76
77 #include <asm/tlb.h>
78 #include <asm/irq_regs.h>
79
80 #include "sched_cpupri.h"
81
82 /*
83  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
84  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
85  * and back.
86  */
87 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
88 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
89 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
90
91 /*
92  * 'User priority' is the nice value converted to something we
93  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
94  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
95  */
96 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
97 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
98 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
99
100 /*
101  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
102  */
103 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
104
105 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
106 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
107
108 /*
109  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
110  *
111  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
112  * Timeslices get refilled after they expire.
113  */
114 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
115
116 /*
117  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
118  */
119 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
120
121 DEFINE_TRACE(sched_wait_task);
122 DEFINE_TRACE(sched_wakeup);
123 DEFINE_TRACE(sched_wakeup_new);
124 DEFINE_TRACE(sched_switch);
125 DEFINE_TRACE(sched_migrate_task);
126
127 #ifdef CONFIG_SMP
128
129 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
130
131 /*
132  * Divide a load by a sched group cpu_power : (load / sg->__cpu_power)
133  * Since cpu_power is a 'constant', we can use a reciprocal divide.
134  */
135 static inline u32 sg_div_cpu_power(const struct sched_group *sg, u32 load)
136 {
137         return reciprocal_divide(load, sg->reciprocal_cpu_power);
138 }
139
140 /*
141  * Each time a sched group cpu_power is changed,
142  * we must compute its reciprocal value
143  */
144 static inline void sg_inc_cpu_power(struct sched_group *sg, u32 val)
145 {
146         sg->__cpu_power += val;
147         sg->reciprocal_cpu_power = reciprocal_value(sg->__cpu_power);
148 }
149 #endif
150
151 static inline int rt_policy(int policy)
152 {
153         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
154                 return 1;
155         return 0;
156 }
157
158 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
159 {
160         return rt_policy(p->policy);
161 }
162
163 /*
164  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
165  */
166 struct rt_prio_array {
167         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
168         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
169 };
170
171 struct rt_bandwidth {
172         /* nests inside the rq lock: */
173         spinlock_t              rt_runtime_lock;
174         ktime_t                 rt_period;
175         u64                     rt_runtime;
176         struct hrtimer          rt_period_timer;
177 };
178
179 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
180
181 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
182
183 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
184 {
185         struct rt_bandwidth *rt_b =
186                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
187         ktime_t now;
188         int overrun;
189         int idle = 0;
190
191         for (;;) {
192                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
193                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
194
195                 if (!overrun)
196                         break;
197
198                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
199         }
200
201         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
202 }
203
204 static
205 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
206 {
207         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
208         rt_b->rt_runtime = runtime;
209
210         spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
211
212         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
213                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
214         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
215 }
216
217 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
218 {
219         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
220 }
221
222 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
223 {
224         ktime_t now;
225
226         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
227                 return;
228
229         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
230                 return;
231
232         spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
233         for (;;) {
234                 unsigned long delta;
235                 ktime_t soft, hard;
236
237                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
238                         break;
239
240                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
241                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
242
243                 soft = hrtimer_get_softexpires(&rt_b->rt_period_timer);
244                 hard = hrtimer_get_expires(&rt_b->rt_period_timer);
245                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
246                 __hrtimer_start_range_ns(&rt_b->rt_period_timer, soft, delta,
247                                 HRTIMER_MODE_ABS, 0);
248         }
249         spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
250 }
251
252 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
253 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
254 {
255         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
256 }
257 #endif
258
259 /*
260  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
261  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
262  */
263 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
264
265 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
266
267 #include <linux/cgroup.h>
268
269 struct cfs_rq;
270
271 static LIST_HEAD(task_groups);
272
273 /* task group related information */
274 struct task_group {
275 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
276         struct cgroup_subsys_state css;
277 #endif
278
279 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
280         uid_t uid;
281 #endif
282
283 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
284         /* schedulable entities of this group on each cpu */
285         struct sched_entity **se;
286         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
287         struct cfs_rq **cfs_rq;
288         unsigned long shares;
289 #endif
290
291 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
292         struct sched_rt_entity **rt_se;
293         struct rt_rq **rt_rq;
294
295         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
296 #endif
297
298         struct rcu_head rcu;
299         struct list_head list;
300
301         struct task_group *parent;
302         struct list_head siblings;
303         struct list_head children;
304 };
305
306 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
307
308 /* Helper function to pass uid information to create_sched_user() */
309 void set_tg_uid(struct user_struct *user)
310 {
311         user->tg->uid = user->uid;
312 }
313
314 /*
315  * Root task group.
316  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
317  *      be a child to this group.
318  */
319 struct task_group root_task_group;
320
321 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
322 /* Default task group's sched entity on each cpu */
323 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
324 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
325 static DEFINE_PER_CPU(struct cfs_rq, init_cfs_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
326 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
327
328 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
329 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
330 static DEFINE_PER_CPU(struct rt_rq, init_rt_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
331 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
332 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
333 #define root_task_group init_task_group
334 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
335
336 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
337  * a task group's cpu shares.
338  */
339 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
340
341 #ifdef CONFIG_SMP
342 static int root_task_group_empty(void)
343 {
344         return list_empty(&root_task_group.children);
345 }
346 #endif
347
348 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
349 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
350 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
351 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
352 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
353 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
354
355 /*
356  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
357  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
358  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
359  * too large, so as the shares value of a task group.
360  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
361  *  limitation from this.)
362  */
363 #define MIN_SHARES      2
364 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
365
366 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
367 #endif
368
369 /* Default task group.
370  *      Every task in system belong to this group at bootup.
371  */
372 struct task_group init_task_group;
373
374 /* return group to which a task belongs */
375 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
376 {
377         struct task_group *tg;
378
379 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
380         rcu_read_lock();
381         tg = __task_cred(p)->user->tg;
382         rcu_read_unlock();
383 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
384         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
385                                 struct task_group, css);
386 #else
387         tg = &init_task_group;
388 #endif
389         return tg;
390 }
391
392 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
393 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
394 {
395 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
396         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
397         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
398 #endif
399
400 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
401         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
402         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
403 #endif
404 }
405
406 #else
407
408 #ifdef CONFIG_SMP
409 static int root_task_group_empty(void)
410 {
411         return 1;
412 }
413 #endif
414
415 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
416 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
417 {
418         return NULL;
419 }
420
421 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
422
423 /* CFS-related fields in a runqueue */
424 struct cfs_rq {
425         struct load_weight load;
426         unsigned long nr_running;
427
428         u64 exec_clock;
429         u64 min_vruntime;
430
431         struct rb_root tasks_timeline;
432         struct rb_node *rb_leftmost;
433
434         struct list_head tasks;
435         struct list_head *balance_iterator;
436
437         /*
438          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
439          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
440          */
441         struct sched_entity *curr, *next, *last;
442
443         unsigned int nr_spread_over;
444
445 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
446         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
447
448         /*
449          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
450          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
451          * (like users, containers etc.)
452          *
453          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
454          * list is used during load balance.
455          */
456         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
457         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
458
459 #ifdef CONFIG_SMP
460         /*
461          * the part of load.weight contributed by tasks
462          */
463         unsigned long task_weight;
464
465         /*
466          *   h_load = weight * f(tg)
467          *
468          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
469          * this group.
470          */
471         unsigned long h_load;
472
473         /*
474          * this cpu's part of tg->shares
475          */
476         unsigned long shares;
477
478         /*
479          * load.weight at the time we set shares
480          */
481         unsigned long rq_weight;
482 #endif
483 #endif
484 };
485
486 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
487 struct rt_rq {
488         struct rt_prio_array active;
489         unsigned long rt_nr_running;
490 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
491         struct {
492                 int curr; /* highest queued rt task prio */
493 #ifdef CONFIG_SMP
494                 int next; /* next highest */
495 #endif
496         } highest_prio;
497 #endif
498 #ifdef CONFIG_SMP
499         unsigned long rt_nr_migratory;
500         int overloaded;
501         struct plist_head pushable_tasks;
502 #endif
503         int rt_throttled;
504         u64 rt_time;
505         u64 rt_runtime;
506         /* Nests inside the rq lock: */
507         spinlock_t rt_runtime_lock;
508
509 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
510         unsigned long rt_nr_boosted;
511
512         struct rq *rq;
513         struct list_head leaf_rt_rq_list;
514         struct task_group *tg;
515         struct sched_rt_entity *rt_se;
516 #endif
517 };
518
519 #ifdef CONFIG_SMP
520
521 /*
522  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
523  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
524  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
525  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
526  * object.
527  *
528  */
529 struct root_domain {
530         atomic_t refcount;
531         cpumask_var_t span;
532         cpumask_var_t online;
533
534         /*
535          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
536          * one runnable RT task.
537          */
538         cpumask_var_t rto_mask;
539         atomic_t rto_count;
540 #ifdef CONFIG_SMP
541         struct cpupri cpupri;
542 #endif
543 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
544         /*
545          * Preferred wake up cpu nominated by sched_mc balance that will be
546          * used when most cpus are idle in the system indicating overall very
547          * low system utilisation. Triggered at POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP(2)
548          */
549         unsigned int sched_mc_preferred_wakeup_cpu;
550 #endif
551 };
552
553 /*
554  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
555  * members (mimicking the global state we have today).
556  */
557 static struct root_domain def_root_domain;
558
559 #endif
560
561 /*
562  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
563  *
564  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
565  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
566  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
567  */
568 struct rq {
569         /* runqueue lock: */
570         spinlock_t lock;
571
572         /*
573          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
574          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
575          */
576         unsigned long nr_running;
577         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
578         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
579 #ifdef CONFIG_NO_HZ
580         unsigned long last_tick_seen;
581         unsigned char in_nohz_recently;
582 #endif
583         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
584         struct load_weight load;
585         unsigned long nr_load_updates;
586         u64 nr_switches;
587
588         struct cfs_rq cfs;
589         struct rt_rq rt;
590
591 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
592         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
593         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
594 #endif
595 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
596         struct list_head leaf_rt_rq_list;
597 #endif
598
599         /*
600          * This is part of a global counter where only the total sum
601          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
602          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
603          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
604          */
605         unsigned long nr_uninterruptible;
606
607         struct task_struct *curr, *idle;
608         unsigned long next_balance;
609         struct mm_struct *prev_mm;
610
611         u64 clock;
612
613         atomic_t nr_iowait;
614
615 #ifdef CONFIG_SMP
616         struct root_domain *rd;
617         struct sched_domain *sd;
618
619         unsigned char idle_at_tick;
620         /* For active balancing */
621         int active_balance;
622         int push_cpu;
623         /* cpu of this runqueue: */
624         int cpu;
625         int online;
626
627         unsigned long avg_load_per_task;
628
629         struct task_struct *migration_thread;
630         struct list_head migration_queue;
631 #endif
632
633 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
634 #ifdef CONFIG_SMP
635         int hrtick_csd_pending;
636         struct call_single_data hrtick_csd;
637 #endif
638         struct hrtimer hrtick_timer;
639 #endif
640
641 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
642         /* latency stats */
643         struct sched_info rq_sched_info;
644         unsigned long long rq_cpu_time;
645         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
646
647         /* sys_sched_yield() stats */
648         unsigned int yld_count;
649
650         /* schedule() stats */
651         unsigned int sched_switch;
652         unsigned int sched_count;
653         unsigned int sched_goidle;
654
655         /* try_to_wake_up() stats */
656         unsigned int ttwu_count;
657         unsigned int ttwu_local;
658
659         /* BKL stats */
660         unsigned int bkl_count;
661 #endif
662 };
663
664 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
665
666 static inline void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sync)
667 {
668         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, sync);
669 }
670
671 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
672 {
673 #ifdef CONFIG_SMP
674         return rq->cpu;
675 #else
676         return 0;
677 #endif
678 }
679
680 /*
681  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
682  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
683  *
684  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
685  * preempt-disabled sections.
686  */
687 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
688         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
689
690 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
691 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
692 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
693 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
694
695 static inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
696 {
697         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
698 }
699
700 /*
701  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
702  */
703 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
704 # define const_debug __read_mostly
705 #else
706 # define const_debug static const
707 #endif
708
709 /**
710  * runqueue_is_locked
711  *
712  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
713  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
714  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
715  */
716 int runqueue_is_locked(void)
717 {
718         int cpu = get_cpu();
719         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
720         int ret;
721
722         ret = spin_is_locked(&rq->lock);
723         put_cpu();
724         return ret;
725 }
726
727 /*
728  * Debugging: various feature bits
729  */
730
731 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
732         __SCHED_FEAT_##name ,
733
734 enum {
735 #include "sched_features.h"
736 };
737
738 #undef SCHED_FEAT
739
740 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
741         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
742
743 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
744 #include "sched_features.h"
745         0;
746
747 #undef SCHED_FEAT
748
749 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
750 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
751         #name ,
752
753 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
754 #include "sched_features.h"
755         NULL
756 };
757
758 #undef SCHED_FEAT
759
760 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
761 {
762         int i;
763
764         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
765                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
766                         seq_puts(m, "NO_");
767                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
768         }
769         seq_puts(m, "\n");
770
771         return 0;
772 }
773
774 static ssize_t
775 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
776                 size_t cnt, loff_t *ppos)
777 {
778         char buf[64];
779         char *cmp = buf;
780         int neg = 0;
781         int i;
782
783         if (cnt > 63)
784                 cnt = 63;
785
786         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
787                 return -EFAULT;
788
789         buf[cnt] = 0;
790
791         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
792                 neg = 1;
793                 cmp += 3;
794         }
795
796         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
797                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
798
799                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
800                         if (neg)
801                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
802                         else
803                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
804                         break;
805                 }
806         }
807
808         if (!sched_feat_names[i])
809                 return -EINVAL;
810
811         filp->f_pos += cnt;
812
813         return cnt;
814 }
815
816 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
817 {
818         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
819 }
820
821 static struct file_operations sched_feat_fops = {
822         .open           = sched_feat_open,
823         .write          = sched_feat_write,
824         .read           = seq_read,
825         .llseek         = seq_lseek,
826         .release        = single_release,
827 };
828
829 static __init int sched_init_debug(void)
830 {
831         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
832                         &sched_feat_fops);
833
834         return 0;
835 }
836 late_initcall(sched_init_debug);
837
838 #endif
839
840 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
841
842 /*
843  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
844  * Limited because this is done with IRQs disabled.
845  */
846 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
847
848 /*
849  * ratelimit for updating the group shares.
850  * default: 0.25ms
851  */
852 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
853
854 /*
855  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
856  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
857  * default: 4
858  */
859 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
860
861 /*
862  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
863  * default: 1s
864  */
865 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
866
867 static __read_mostly int scheduler_running;
868
869 /*
870  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
871  * default: 0.95s
872  */
873 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
874
875 static inline u64 global_rt_period(void)
876 {
877         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
878 }
879
880 static inline u64 global_rt_runtime(void)
881 {
882         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
883                 return RUNTIME_INF;
884
885         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
886 }
887
888 #ifndef prepare_arch_switch
889 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
890 #endif
891 #ifndef finish_arch_switch
892 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
893 #endif
894
895 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
896 {
897         return rq->curr == p;
898 }
899
900 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
901 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
902 {
903         return task_current(rq, p);
904 }
905
906 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
907 {
908 }
909
910 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
911 {
912 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
913         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
914         rq->lock.owner = current;
915 #endif
916         /*
917          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
918          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
919          * prev into current:
920          */
921         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
922
923         spin_unlock_irq(&rq->lock);
924 }
925
926 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
927 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
928 {
929 #ifdef CONFIG_SMP
930         return p->oncpu;
931 #else
932         return task_current(rq, p);
933 #endif
934 }
935
936 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
937 {
938 #ifdef CONFIG_SMP
939         /*
940          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
941          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
942          * here.
943          */
944         next->oncpu = 1;
945 #endif
946 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
947         spin_unlock_irq(&rq->lock);
948 #else
949         spin_unlock(&rq->lock);
950 #endif
951 }
952
953 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
954 {
955 #ifdef CONFIG_SMP
956         /*
957          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
958          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
959          * finished.
960          */
961         smp_wmb();
962         prev->oncpu = 0;
963 #endif
964 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
965         local_irq_enable();
966 #endif
967 }
968 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
969
970 /*
971  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
972  * Must be called interrupts disabled.
973  */
974 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
975         __acquires(rq->lock)
976 {
977         for (;;) {
978                 struct rq *rq = task_rq(p);
979                 spin_lock(&rq->lock);
980                 if (likely(rq == task_rq(p)))
981                         return rq;
982                 spin_unlock(&rq->lock);
983         }
984 }
985
986 /*
987  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
988  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
989  * explicitly disabling preemption.
990  */
991 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
992         __acquires(rq->lock)
993 {
994         struct rq *rq;
995
996         for (;;) {
997                 local_irq_save(*flags);
998                 rq = task_rq(p);
999                 spin_lock(&rq->lock);
1000                 if (likely(rq == task_rq(p)))
1001                         return rq;
1002                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
1003         }
1004 }
1005
1006 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
1007 {
1008         struct rq *rq = task_rq(p);
1009
1010         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
1011         spin_unlock_wait(&rq->lock);
1012 }
1013
1014 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1015         __releases(rq->lock)
1016 {
1017         spin_unlock(&rq->lock);
1018 }
1019
1020 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
1021         __releases(rq->lock)
1022 {
1023         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
1024 }
1025
1026 /*
1027  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1028  */
1029 static struct rq *this_rq_lock(void)
1030         __acquires(rq->lock)
1031 {
1032         struct rq *rq;
1033
1034         local_irq_disable();
1035         rq = this_rq();
1036         spin_lock(&rq->lock);
1037
1038         return rq;
1039 }
1040
1041 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1042 /*
1043  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1044  *
1045  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1046  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1047  * reschedule event.
1048  *
1049  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1050  * rq->lock.
1051  */
1052
1053 /*
1054  * Use hrtick when:
1055  *  - enabled by features
1056  *  - hrtimer is actually high res
1057  */
1058 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1059 {
1060         if (!sched_feat(HRTICK))
1061                 return 0;
1062         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1063                 return 0;
1064         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1065 }
1066
1067 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1068 {
1069         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1070                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1071 }
1072
1073 /*
1074  * High-resolution timer tick.
1075  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1076  */
1077 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1078 {
1079         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1080
1081         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1082
1083         spin_lock(&rq->lock);
1084         update_rq_clock(rq);
1085         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1086         spin_unlock(&rq->lock);
1087
1088         return HRTIMER_NORESTART;
1089 }
1090
1091 #ifdef CONFIG_SMP
1092 /*
1093  * called from hardirq (IPI) context
1094  */
1095 static void __hrtick_start(void *arg)
1096 {
1097         struct rq *rq = arg;
1098
1099         spin_lock(&rq->lock);
1100         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1101         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1102         spin_unlock(&rq->lock);
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Called to set the hrtick timer state.
1107  *
1108  * called with rq->lock held and irqs disabled
1109  */
1110 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1111 {
1112         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1113         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1114
1115         hrtimer_set_expires(timer, time);
1116
1117         if (rq == this_rq()) {
1118                 hrtimer_restart(timer);
1119         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1120                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1121                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1122         }
1123 }
1124
1125 static int
1126 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1127 {
1128         int cpu = (int)(long)hcpu;
1129
1130         switch (action) {
1131         case CPU_UP_CANCELED:
1132         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1133         case CPU_DOWN_PREPARE:
1134         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1135         case CPU_DEAD:
1136         case CPU_DEAD_FROZEN:
1137                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1138                 return NOTIFY_OK;
1139         }
1140
1141         return NOTIFY_DONE;
1142 }
1143
1144 static __init void init_hrtick(void)
1145 {
1146         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1147 }
1148 #else
1149 /*
1150  * Called to set the hrtick timer state.
1151  *
1152  * called with rq->lock held and irqs disabled
1153  */
1154 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1155 {
1156         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1157                         HRTIMER_MODE_REL, 0);
1158 }
1159
1160 static inline void init_hrtick(void)
1161 {
1162 }
1163 #endif /* CONFIG_SMP */
1164
1165 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1166 {
1167 #ifdef CONFIG_SMP
1168         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1169
1170         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1171         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1172         rq->hrtick_csd.info = rq;
1173 #endif
1174
1175         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1176         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1177 }
1178 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1179 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1180 {
1181 }
1182
1183 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1184 {
1185 }
1186
1187 static inline void init_hrtick(void)
1188 {
1189 }
1190 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1191
1192 /*
1193  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1194  *
1195  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1196  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1197  * the target CPU.
1198  */
1199 #ifdef CONFIG_SMP
1200
1201 #ifndef tsk_is_polling
1202 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1203 #endif
1204
1205 static void resched_task(struct task_struct *p)
1206 {
1207         int cpu;
1208
1209         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1210
1211         if (test_tsk_need_resched(p))
1212                 return;
1213
1214         set_tsk_need_resched(p);
1215
1216         cpu = task_cpu(p);
1217         if (cpu == smp_processor_id())
1218                 return;
1219
1220         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1221         smp_mb();
1222         if (!tsk_is_polling(p))
1223                 smp_send_reschedule(cpu);
1224 }
1225
1226 static void resched_cpu(int cpu)
1227 {
1228         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1229         unsigned long flags;
1230
1231         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1232                 return;
1233         resched_task(cpu_curr(cpu));
1234         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1235 }
1236
1237 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1238 /*
1239  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1240  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1241  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1242  * idle system the next event might even be infinite time into the
1243  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1244  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1245  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1246  * wheel for the next timer event.
1247  */
1248 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1249 {
1250         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1251
1252         if (cpu == smp_processor_id())
1253                 return;
1254
1255         /*
1256          * This is safe, as this function is called with the timer
1257          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1258          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1259          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1260          * timer into account automatically.
1261          */
1262         if (rq->curr != rq->idle)
1263                 return;
1264
1265         /*
1266          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1267          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1268          * idle task through an additional NOOP schedule()
1269          */
1270         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1271
1272         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1273         smp_mb();
1274         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1275                 smp_send_reschedule(cpu);
1276 }
1277 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1278
1279 #else /* !CONFIG_SMP */
1280 static void resched_task(struct task_struct *p)
1281 {
1282         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1283         set_tsk_need_resched(p);
1284 }
1285 #endif /* CONFIG_SMP */
1286
1287 #if BITS_PER_LONG == 32
1288 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1289 #else
1290 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1291 #endif
1292
1293 #define WMULT_SHIFT     32
1294
1295 /*
1296  * Shift right and round:
1297  */
1298 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1299
1300 /*
1301  * delta *= weight / lw
1302  */
1303 static unsigned long
1304 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1305                 struct load_weight *lw)
1306 {
1307         u64 tmp;
1308
1309         if (!lw->inv_weight) {
1310                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1311                         lw->inv_weight = 1;
1312                 else
1313                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1314                                 / (lw->weight+1);
1315         }
1316
1317         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1318         /*
1319          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1320          */
1321         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1322                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1323                         WMULT_SHIFT/2);
1324         else
1325                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1326
1327         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1328 }
1329
1330 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1331 {
1332         lw->weight += inc;
1333         lw->inv_weight = 0;
1334 }
1335
1336 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1337 {
1338         lw->weight -= dec;
1339         lw->inv_weight = 0;
1340 }
1341
1342 /*
1343  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1344  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1345  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1346  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1347  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1348  * slice expiry etc.
1349  */
1350
1351 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1352 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1353
1354 /*
1355  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1356  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1357  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1358  * that remained on nice 0.
1359  *
1360  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1361  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1362  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1363  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1364  * the relative distance between them is ~25%.)
1365  */
1366 static const int prio_to_weight[40] = {
1367  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1368  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1369  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1370  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1371  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1372  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1373  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1374  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1375 };
1376
1377 /*
1378  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1379  *
1380  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1381  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1382  * into multiplications:
1383  */
1384 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1385  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1386  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1387  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1388  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1389  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1390  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1391  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1392  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1393 };
1394
1395 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1396
1397 /*
1398  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1399  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1400  * structures to the load-balancing proper:
1401  */
1402 struct rq_iterator {
1403         void *arg;
1404         struct task_struct *(*start)(void *);
1405         struct task_struct *(*next)(void *);
1406 };
1407
1408 #ifdef CONFIG_SMP
1409 static unsigned long
1410 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1411               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1412               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1413               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1414
1415 static int
1416 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1417                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1418                    struct rq_iterator *iterator);
1419 #endif
1420
1421 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1422 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1423 #else
1424 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1425 #endif
1426
1427 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1428 {
1429         update_load_add(&rq->load, load);
1430 }
1431
1432 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1433 {
1434         update_load_sub(&rq->load, load);
1435 }
1436
1437 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1438 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1439
1440 /*
1441  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1442  * leaving it for the final time.
1443  */
1444 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1445 {
1446         struct task_group *parent, *child;
1447         int ret;
1448
1449         rcu_read_lock();
1450         parent = &root_task_group;
1451 down:
1452         ret = (*down)(parent, data);
1453         if (ret)
1454                 goto out_unlock;
1455         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1456                 parent = child;
1457                 goto down;
1458
1459 up:
1460                 continue;
1461         }
1462         ret = (*up)(parent, data);
1463         if (ret)
1464                 goto out_unlock;
1465
1466         child = parent;
1467         parent = parent->parent;
1468         if (parent)
1469                 goto up;
1470 out_unlock:
1471         rcu_read_unlock();
1472
1473         return ret;
1474 }
1475
1476 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1477 {
1478         return 0;
1479 }
1480 #endif
1481
1482 #ifdef CONFIG_SMP
1483 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1484 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1485 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1486
1487 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1488 {
1489         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1490         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1491
1492         if (nr_running)
1493                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1494         else
1495                 rq->avg_load_per_task = 0;
1496
1497         return rq->avg_load_per_task;
1498 }
1499
1500 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1501
1502 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1503
1504 /*
1505  * Calculate and set the cpu's group shares.
1506  */
1507 static void
1508 update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1509                         unsigned long sd_shares, unsigned long sd_rq_weight)
1510 {
1511         unsigned long shares;
1512         unsigned long rq_weight;
1513
1514         if (!tg->se[cpu])
1515                 return;
1516
1517         rq_weight = tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight;
1518
1519         /*
1520          *           \Sum shares * rq_weight
1521          * shares =  -----------------------
1522          *               \Sum rq_weight
1523          *
1524          */
1525         shares = (sd_shares * rq_weight) / sd_rq_weight;
1526         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1527
1528         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1529                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1530                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1531                 unsigned long flags;
1532
1533                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1534                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = shares;
1535
1536                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1537                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1538         }
1539 }
1540
1541 /*
1542  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1543  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1544  * parent group depends on the shares of its child groups.
1545  */
1546 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1547 {
1548         unsigned long weight, rq_weight = 0;
1549         unsigned long shares = 0;
1550         struct sched_domain *sd = data;
1551         int i;
1552
1553         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1554                 /*
1555                  * If there are currently no tasks on the cpu pretend there
1556                  * is one of average load so that when a new task gets to
1557                  * run here it will not get delayed by group starvation.
1558                  */
1559                 weight = tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1560                 if (!weight)
1561                         weight = NICE_0_LOAD;
1562
1563                 tg->cfs_rq[i]->rq_weight = weight;
1564                 rq_weight += weight;
1565                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1566         }
1567
1568         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1569                 shares = tg->shares;
1570
1571         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1572                 shares = tg->shares;
1573
1574         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd))
1575                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight);
1576
1577         return 0;
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1582  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1583  * group is a fraction of its parents load.
1584  */
1585 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1586 {
1587         unsigned long load;
1588         long cpu = (long)data;
1589
1590         if (!tg->parent) {
1591                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1592         } else {
1593                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1594                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1595                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1596         }
1597
1598         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1599
1600         return 0;
1601 }
1602
1603 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1604 {
1605         u64 now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1606         s64 elapsed = now - sd->last_update;
1607
1608         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1609                 sd->last_update = now;
1610                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1611         }
1612 }
1613
1614 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1615 {
1616         spin_unlock(&rq->lock);
1617         update_shares(sd);
1618         spin_lock(&rq->lock);
1619 }
1620
1621 static void update_h_load(long cpu)
1622 {
1623         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1624 }
1625
1626 #else
1627
1628 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1629 {
1630 }
1631
1632 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1633 {
1634 }
1635
1636 #endif
1637
1638 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1639
1640 /*
1641  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1642  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1643  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1644  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1645  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1646  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1647  */
1648 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1649         __releases(this_rq->lock)
1650         __acquires(busiest->lock)
1651         __acquires(this_rq->lock)
1652 {
1653         spin_unlock(&this_rq->lock);
1654         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1655
1656         return 1;
1657 }
1658
1659 #else
1660 /*
1661  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1662  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1663  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1664  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1665  * regardless of entry order into the function.
1666  */
1667 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1668         __releases(this_rq->lock)
1669         __acquires(busiest->lock)
1670         __acquires(this_rq->lock)
1671 {
1672         int ret = 0;
1673
1674         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
1675                 if (busiest < this_rq) {
1676                         spin_unlock(&this_rq->lock);
1677                         spin_lock(&busiest->lock);
1678                         spin_lock_nested(&this_rq->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1679                         ret = 1;
1680                 } else
1681                         spin_lock_nested(&busiest->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1682         }
1683         return ret;
1684 }
1685
1686 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1687
1688 /*
1689  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1690  */
1691 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1692 {
1693         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1694                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1695                 spin_unlock(&this_rq->lock);
1696                 BUG_ON(1);
1697         }
1698
1699         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1700 }
1701
1702 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1703         __releases(busiest->lock)
1704 {
1705         spin_unlock(&busiest->lock);
1706         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1707 }
1708 #endif
1709
1710 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1711 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1712 {
1713 #ifdef CONFIG_SMP
1714         cfs_rq->shares = shares;
1715 #endif
1716 }
1717 #endif
1718
1719 #include "sched_stats.h"
1720 #include "sched_idletask.c"
1721 #include "sched_fair.c"
1722 #include "sched_rt.c"
1723 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1724 # include "sched_debug.c"
1725 #endif
1726
1727 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1728 #define for_each_class(class) \
1729    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1730
1731 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1732 {
1733         rq->nr_running++;
1734 }
1735
1736 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1737 {
1738         rq->nr_running--;
1739 }
1740
1741 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1742 {
1743         if (task_has_rt_policy(p)) {
1744                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1745                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1746                 return;
1747         }
1748
1749         /*
1750          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1751          */
1752         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1753                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1754                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1755                 return;
1756         }
1757
1758         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1759         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1760 }
1761
1762 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1763 {
1764         s64 diff = sample - *avg;
1765         *avg += diff >> 3;
1766 }
1767
1768 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1769 {
1770         if (wakeup)
1771                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1772
1773         sched_info_queued(p);
1774         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1775         p->se.on_rq = 1;
1776 }
1777
1778 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1779 {
1780         if (sleep) {
1781                 if (p->se.last_wakeup) {
1782                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1783                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1784                         p->se.last_wakeup = 0;
1785                 } else {
1786                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1787                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1788                 }
1789         }
1790
1791         sched_info_dequeued(p);
1792         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1793         p->se.on_rq = 0;
1794 }
1795
1796 /*
1797  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1798  */
1799 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1800 {
1801         return p->static_prio;
1802 }
1803
1804 /*
1805  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1806  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1807  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1808  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1809  * estimator recalculates.
1810  */
1811 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1812 {
1813         int prio;
1814
1815         if (task_has_rt_policy(p))
1816                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1817         else
1818                 prio = __normal_prio(p);
1819         return prio;
1820 }
1821
1822 /*
1823  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1824  * taken into account by the scheduler. This value might
1825  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1826  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1827  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1828  */
1829 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1830 {
1831         p->normal_prio = normal_prio(p);
1832         /*
1833          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1834          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1835          * to the normal priority:
1836          */
1837         if (!rt_prio(p->prio))
1838                 return p->normal_prio;
1839         return p->prio;
1840 }
1841
1842 /*
1843  * activate_task - move a task to the runqueue.
1844  */
1845 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1846 {
1847         if (task_contributes_to_load(p))
1848                 rq->nr_uninterruptible--;
1849
1850         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1851         inc_nr_running(rq);
1852 }
1853
1854 /*
1855  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1856  */
1857 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1858 {
1859         if (task_contributes_to_load(p))
1860                 rq->nr_uninterruptible++;
1861
1862         dequeue_task(rq, p, sleep);
1863         dec_nr_running(rq);
1864 }
1865
1866 /**
1867  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1868  * @p: the task in question.
1869  */
1870 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1871 {
1872         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1873 }
1874
1875 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1876 {
1877         set_task_rq(p, cpu);
1878 #ifdef CONFIG_SMP
1879         /*
1880          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1881          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1882          * per-task data have been completed by this moment.
1883          */
1884         smp_wmb();
1885         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1886 #endif
1887 }
1888
1889 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1890                                        const struct sched_class *prev_class,
1891                                        int oldprio, int running)
1892 {
1893         if (prev_class != p->sched_class) {
1894                 if (prev_class->switched_from)
1895                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1896                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1897         } else
1898                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1899 }
1900
1901 #ifdef CONFIG_SMP
1902
1903 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1904 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1905 {
1906         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1907 }
1908
1909 /*
1910  * Is this task likely cache-hot:
1911  */
1912 static int
1913 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
1914 {
1915         s64 delta;
1916
1917         /*
1918          * Buddy candidates are cache hot:
1919          */
1920         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) &&
1921                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
1922                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
1923                 return 1;
1924
1925         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
1926                 return 0;
1927
1928         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
1929                 return 1;
1930         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
1931                 return 0;
1932
1933         delta = now - p->se.exec_start;
1934
1935         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
1936 }
1937
1938
1939 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1940 {
1941         int old_cpu = task_cpu(p);
1942         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
1943         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
1944                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
1945         u64 clock_offset;
1946
1947         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
1948
1949         trace_sched_migrate_task(p, task_cpu(p), new_cpu);
1950
1951 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1952         if (p->se.wait_start)
1953                 p->se.wait_start -= clock_offset;
1954         if (p->se.sleep_start)
1955                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
1956         if (p->se.block_start)
1957                 p->se.block_start -= clock_offset;
1958         if (old_cpu != new_cpu) {
1959                 schedstat_inc(p, se.nr_migrations);
1960                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
1961                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
1962         }
1963 #endif
1964         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
1965                                          new_cfsrq->min_vruntime;
1966
1967         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1968 }
1969
1970 struct migration_req {
1971         struct list_head list;
1972
1973         struct task_struct *task;
1974         int dest_cpu;
1975
1976         struct completion done;
1977 };
1978
1979 /*
1980  * The task's runqueue lock must be held.
1981  * Returns true if you have to wait for migration thread.
1982  */
1983 static int
1984 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
1985 {
1986         struct rq *rq = task_rq(p);
1987
1988         /*
1989          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
1990          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
1991          */
1992         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
1993                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
1994                 return 0;
1995         }
1996
1997         init_completion(&req->done);
1998         req->task = p;
1999         req->dest_cpu = dest_cpu;
2000         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2001
2002         return 1;
2003 }
2004
2005 /*
2006  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2007  *
2008  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2009  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2010  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2011  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2012  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2013  * @p has remained unscheduled the whole time.
2014  *
2015  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2016  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2017  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2018  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2019  * waiting to become inactive.
2020  */
2021 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2022 {
2023         unsigned long flags;
2024         int running, on_rq;
2025         unsigned long ncsw;
2026         struct rq *rq;
2027
2028         for (;;) {
2029                 /*
2030                  * We do the initial early heuristics without holding
2031                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2032                  * the runqueue lock when things look like they will
2033                  * work out!
2034                  */
2035                 rq = task_rq(p);
2036
2037                 /*
2038                  * If the task is actively running on another CPU
2039                  * still, just relax and busy-wait without holding
2040                  * any locks.
2041                  *
2042                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2043                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2044                  * But we don't care, since "task_running()" will
2045                  * return false if the runqueue has changed and p
2046                  * is actually now running somewhere else!
2047                  */
2048                 while (task_running(rq, p)) {
2049                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2050                                 return 0;
2051                         cpu_relax();
2052                 }
2053
2054                 /*
2055                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2056                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2057                  * just go back and repeat.
2058                  */
2059                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2060                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2061                 running = task_running(rq, p);
2062                 on_rq = p->se.on_rq;
2063                 ncsw = 0;
2064                 if (!match_state || p->state == match_state)
2065                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2066                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2067
2068                 /*
2069                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2070                  */
2071                 if (unlikely(!ncsw))
2072                         break;
2073
2074                 /*
2075                  * Was it really running after all now that we
2076                  * checked with the proper locks actually held?
2077                  *
2078                  * Oops. Go back and try again..
2079                  */
2080                 if (unlikely(running)) {
2081                         cpu_relax();
2082                         continue;
2083                 }
2084
2085                 /*
2086                  * It's not enough that it's not actively running,
2087                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2088                  * preempted!
2089                  *
2090                  * So if it was still runnable (but just not actively
2091                  * running right now), it's preempted, and we should
2092                  * yield - it could be a while.
2093                  */
2094                 if (unlikely(on_rq)) {
2095                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2096                         continue;
2097                 }
2098
2099                 /*
2100                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2101                  * runnable, which means that it will never become
2102                  * running in the future either. We're all done!
2103                  */
2104                 break;
2105         }
2106
2107         return ncsw;
2108 }
2109
2110 /***
2111  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2112  * @p: the to-be-kicked thread
2113  *
2114  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2115  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2116  *
2117  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2118  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2119  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2120  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2121  * achieved as well.
2122  */
2123 void kick_process(struct task_struct *p)
2124 {
2125         int cpu;
2126
2127         preempt_disable();
2128         cpu = task_cpu(p);
2129         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2130                 smp_send_reschedule(cpu);
2131         preempt_enable();
2132 }
2133
2134 /*
2135  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2136  * according to the scheduling class and "nice" value.
2137  *
2138  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2139  * balance conservatively.
2140  */
2141 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2142 {
2143         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2144         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2145
2146         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2147                 return total;
2148
2149         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2150 }
2151
2152 /*
2153  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2154  * according to the scheduling class and "nice" value.
2155  */
2156 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2157 {
2158         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2159         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2160
2161         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2162                 return total;
2163
2164         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2165 }
2166
2167 /*
2168  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2169  * domain.
2170  */
2171 static struct sched_group *
2172 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
2173 {
2174         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
2175         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2176         int load_idx = sd->forkexec_idx;
2177         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2178
2179         do {
2180                 unsigned long load, avg_load;
2181                 int local_group;
2182                 int i;
2183
2184                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2185                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2186                                         &p->cpus_allowed))
2187                         continue;
2188
2189                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2190                                                sched_group_cpus(group));
2191
2192                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2193                 avg_load = 0;
2194
2195                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2196                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2197                         if (local_group)
2198                                 load = source_load(i, load_idx);
2199                         else
2200                                 load = target_load(i, load_idx);
2201
2202                         avg_load += load;
2203                 }
2204
2205                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2206                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
2207                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
2208
2209                 if (local_group) {
2210                         this_load = avg_load;
2211                         this = group;
2212                 } else if (avg_load < min_load) {
2213                         min_load = avg_load;
2214                         idlest = group;
2215                 }
2216         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2217
2218         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2219                 return NULL;
2220         return idlest;
2221 }
2222
2223 /*
2224  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2225  */
2226 static int
2227 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
2228 {
2229         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2230         int idlest = -1;
2231         int i;
2232
2233         /* Traverse only the allowed CPUs */
2234         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
2235                 load = weighted_cpuload(i);
2236
2237                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2238                         min_load = load;
2239                         idlest = i;
2240                 }
2241         }
2242
2243         return idlest;
2244 }
2245
2246 /*
2247  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2248  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2249  * SD_BALANCE_EXEC.
2250  *
2251  * Balance, ie. select the least loaded group.
2252  *
2253  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2254  *
2255  * preempt must be disabled.
2256  */
2257 static int sched_balance_self(int cpu, int flag)
2258 {
2259         struct task_struct *t = current;
2260         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
2261
2262         for_each_domain(cpu, tmp) {
2263                 /*
2264                  * If power savings logic is enabled for a domain, stop there.
2265                  */
2266                 if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
2267                         break;
2268                 if (tmp->flags & flag)
2269                         sd = tmp;
2270         }
2271
2272         if (sd)
2273                 update_shares(sd);
2274
2275         while (sd) {
2276                 struct sched_group *group;
2277                 int new_cpu, weight;
2278
2279                 if (!(sd->flags & flag)) {
2280                         sd = sd->child;
2281                         continue;
2282                 }
2283
2284                 group = find_idlest_group(sd, t, cpu);
2285                 if (!group) {
2286                         sd = sd->child;
2287                         continue;
2288                 }
2289
2290                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, t, cpu);
2291                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
2292                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
2293                         sd = sd->child;
2294                         continue;
2295                 }
2296
2297                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
2298                 cpu = new_cpu;
2299                 weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
2300                 sd = NULL;
2301                 for_each_domain(cpu, tmp) {
2302                         if (weight <= cpumask_weight(sched_domain_span(tmp)))
2303                                 break;
2304                         if (tmp->flags & flag)
2305                                 sd = tmp;
2306                 }
2307                 /* while loop will break here if sd == NULL */
2308         }
2309
2310         return cpu;
2311 }
2312
2313 #endif /* CONFIG_SMP */
2314
2315 /***
2316  * try_to_wake_up - wake up a thread
2317  * @p: the to-be-woken-up thread
2318  * @state: the mask of task states that can be woken
2319  * @sync: do a synchronous wakeup?
2320  *
2321  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2322  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2323  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2324  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2325  * runnable without the overhead of this.
2326  *
2327  * returns failure only if the task is already active.
2328  */
2329 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int sync)
2330 {
2331         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2332         unsigned long flags;
2333         long old_state;
2334         struct rq *rq;
2335
2336         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2337                 sync = 0;
2338
2339 #ifdef CONFIG_SMP
2340         if (sched_feat(LB_WAKEUP_UPDATE) && !root_task_group_empty()) {
2341                 struct sched_domain *sd;
2342
2343                 this_cpu = raw_smp_processor_id();
2344                 cpu = task_cpu(p);
2345
2346                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2347                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2348                                 update_shares(sd);
2349                                 break;
2350                         }
2351                 }
2352         }
2353 #endif
2354
2355         smp_wmb();
2356         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2357         update_rq_clock(rq);
2358         old_state = p->state;
2359         if (!(old_state & state))
2360                 goto out;
2361
2362         if (p->se.on_rq)
2363                 goto out_running;
2364
2365         cpu = task_cpu(p);
2366         orig_cpu = cpu;
2367         this_cpu = smp_processor_id();
2368
2369 #ifdef CONFIG_SMP
2370         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2371                 goto out_activate;
2372
2373         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sync);
2374         if (cpu != orig_cpu) {
2375                 set_task_cpu(p, cpu);
2376                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2377                 /* might preempt at this point */
2378                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2379                 old_state = p->state;
2380                 if (!(old_state & state))
2381                         goto out;
2382                 if (p->se.on_rq)
2383                         goto out_running;
2384
2385                 this_cpu = smp_processor_id();
2386                 cpu = task_cpu(p);
2387         }
2388
2389 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2390         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2391         if (cpu == this_cpu)
2392                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2393         else {
2394                 struct sched_domain *sd;
2395                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2396                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2397                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2398                                 break;
2399                         }
2400                 }
2401         }
2402 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2403
2404 out_activate:
2405 #endif /* CONFIG_SMP */
2406         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2407         if (sync)
2408                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2409         if (orig_cpu != cpu)
2410                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2411         if (cpu == this_cpu)
2412                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2413         else
2414                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2415         activate_task(rq, p, 1);
2416         success = 1;
2417
2418         /*
2419          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2420          */
2421         if (!in_interrupt()) {
2422                 struct sched_entity *se = &current->se;
2423                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2424
2425                 if (se->last_wakeup)
2426                         sample -= se->last_wakeup;
2427                 else
2428                         sample -= se->start_runtime;
2429                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2430
2431                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2432         }
2433
2434 out_running:
2435         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2436         check_preempt_curr(rq, p, sync);
2437
2438         p->state = TASK_RUNNING;
2439 #ifdef CONFIG_SMP
2440         if (p->sched_class->task_wake_up)
2441                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2442 #endif
2443 out:
2444         task_rq_unlock(rq, &flags);
2445
2446         return success;
2447 }
2448
2449 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2450 {
2451         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2452 }
2453 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2454
2455 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2456 {
2457         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2458 }
2459
2460 /*
2461  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2462  * p is forked by current.
2463  *
2464  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2465  */
2466 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2467 {
2468         p->se.exec_start                = 0;
2469         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2470         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2471         p->se.last_wakeup               = 0;
2472         p->se.avg_overlap               = 0;
2473         p->se.start_runtime             = 0;
2474         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2475
2476 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2477         p->se.wait_start                = 0;
2478         p->se.sum_sleep_runtime         = 0;
2479         p->se.sleep_start               = 0;
2480         p->se.block_start               = 0;
2481         p->se.sleep_max                 = 0;
2482         p->se.block_max                 = 0;
2483         p->se.exec_max                  = 0;
2484         p->se.slice_max                 = 0;
2485         p->se.wait_max                  = 0;
2486 #endif
2487
2488         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2489         p->se.on_rq = 0;
2490         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2491
2492 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2493         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2494 #endif
2495
2496         /*
2497          * We mark the process as running here, but have not actually
2498          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2499          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2500          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2501          */
2502         p->state = TASK_RUNNING;
2503 }
2504
2505 /*
2506  * fork()/clone()-time setup:
2507  */
2508 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2509 {
2510         int cpu = get_cpu();
2511
2512         __sched_fork(p);
2513
2514 #ifdef CONFIG_SMP
2515         cpu = sched_balance_self(cpu, SD_BALANCE_FORK);
2516 #endif
2517         set_task_cpu(p, cpu);
2518
2519         /*
2520          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child:
2521          */
2522         p->prio = current->normal_prio;
2523         if (!rt_prio(p->prio))
2524                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2525
2526 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2527         if (likely(sched_info_on()))
2528                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2529 #endif
2530 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2531         p->oncpu = 0;
2532 #endif
2533 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2534         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2535         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2536 #endif
2537         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2538
2539         put_cpu();
2540 }
2541
2542 /*
2543  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2544  *
2545  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2546  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2547  * on the runqueue and wakes it.
2548  */
2549 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2550 {
2551         unsigned long flags;
2552         struct rq *rq;
2553
2554         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2555         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2556         update_rq_clock(rq);
2557
2558         p->prio = effective_prio(p);
2559
2560         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2561                 activate_task(rq, p, 0);
2562         } else {
2563                 /*
2564                  * Let the scheduling class do new task startup
2565                  * management (if any):
2566                  */
2567                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2568                 inc_nr_running(rq);
2569         }
2570         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2571         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2572 #ifdef CONFIG_SMP
2573         if (p->sched_class->task_wake_up)
2574                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2575 #endif
2576         task_rq_unlock(rq, &flags);
2577 }
2578
2579 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2580
2581 /**
2582  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2583  * @notifier: notifier struct to register
2584  */
2585 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2586 {
2587         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2588 }
2589 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2590
2591 /**
2592  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2593  * @notifier: notifier struct to unregister
2594  *
2595  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2596  */
2597 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2598 {
2599         hlist_del(&notifier->link);
2600 }
2601 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2602
2603 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2604 {
2605         struct preempt_notifier *notifier;
2606         struct hlist_node *node;
2607
2608         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2609                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2610 }
2611
2612 static void
2613 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2614                                  struct task_struct *next)
2615 {
2616         struct preempt_notifier *notifier;
2617         struct hlist_node *node;
2618
2619         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2620                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2621 }
2622
2623 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2624
2625 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2626 {
2627 }
2628
2629 static void
2630 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2631                                  struct task_struct *next)
2632 {
2633 }
2634
2635 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2636
2637 /**
2638  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2639  * @rq: the runqueue preparing to switch
2640  * @prev: the current task that is being switched out
2641  * @next: the task we are going to switch to.
2642  *
2643  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2644  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2645  * switch.
2646  *
2647  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2648  * hooks.
2649  */
2650 static inline void
2651 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2652                     struct task_struct *next)
2653 {
2654         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2655         prepare_lock_switch(rq, next);
2656         prepare_arch_switch(next);
2657 }
2658
2659 /**
2660  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2661  * @rq: runqueue associated with task-switch
2662  * @prev: the thread we just switched away from.
2663  *
2664  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2665  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2666  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2667  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2668  *
2669  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2670  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2671  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2672  * details.)
2673  */
2674 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2675         __releases(rq->lock)
2676 {
2677         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2678         long prev_state;
2679 #ifdef CONFIG_SMP
2680         int post_schedule = 0;
2681
2682         if (current->sched_class->needs_post_schedule)
2683                 post_schedule = current->sched_class->needs_post_schedule(rq);
2684 #endif
2685
2686         rq->prev_mm = NULL;
2687
2688         /*
2689          * A task struct has one reference for the use as "current".
2690          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2691          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2692          * the scheduled task must drop that reference.
2693          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2694          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2695          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2696          * be dropped twice.
2697          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2698          */
2699         prev_state = prev->state;
2700         finish_arch_switch(prev);
2701         finish_lock_switch(rq, prev);
2702 #ifdef CONFIG_SMP
2703         if (post_schedule)
2704                 current->sched_class->post_schedule(rq);
2705 #endif
2706
2707         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2708         if (mm)
2709                 mmdrop(mm);
2710         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2711                 /*
2712                  * Remove function-return probe instances associated with this
2713                  * task and put them back on the free list.
2714                  */
2715                 kprobe_flush_task(prev);
2716                 put_task_struct(prev);
2717         }
2718 }
2719
2720 /**
2721  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2722  * @prev: the thread we just switched away from.
2723  */
2724 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2725         __releases(rq->lock)
2726 {
2727         struct rq *rq = this_rq();
2728
2729         finish_task_switch(rq, prev);
2730 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2731         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2732         preempt_enable();
2733 #endif
2734         if (current->set_child_tid)
2735                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2736 }
2737
2738 /*
2739  * context_switch - switch to the new MM and the new
2740  * thread's register state.
2741  */
2742 static inline void
2743 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2744                struct task_struct *next)
2745 {
2746         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2747
2748         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2749         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2750         mm = next->mm;
2751         oldmm = prev->active_mm;
2752         /*
2753          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2754          * combine the page table reload and the switch backend into
2755          * one hypercall.
2756          */
2757         arch_enter_lazy_cpu_mode();
2758
2759         if (unlikely(!mm)) {
2760                 next->active_mm = oldmm;
2761                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2762                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2763         } else
2764                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2765
2766         if (unlikely(!prev->mm)) {
2767                 prev->active_mm = NULL;
2768                 rq->prev_mm = oldmm;
2769         }
2770         /*
2771          * Since the runqueue lock will be released by the next
2772          * task (which is an invalid locking op but in the case
2773          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2774          * do an early lockdep release here:
2775          */
2776 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2777         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2778 #endif
2779
2780         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2781         switch_to(prev, next, prev);
2782
2783         barrier();
2784         /*
2785          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2786          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2787          * frame will be invalid.
2788          */
2789         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2790 }
2791
2792 /*
2793  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2794  *
2795  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2796  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2797  * number of context switches performed since bootup.
2798  */
2799 unsigned long nr_running(void)
2800 {
2801         unsigned long i, sum = 0;
2802
2803         for_each_online_cpu(i)
2804                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2805
2806         return sum;
2807 }
2808
2809 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2810 {
2811         unsigned long i, sum = 0;
2812
2813         for_each_possible_cpu(i)
2814                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2815
2816         /*
2817          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2818          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2819          */
2820         if (unlikely((long)sum < 0))
2821                 sum = 0;
2822
2823         return sum;
2824 }
2825
2826 unsigned long long nr_context_switches(void)
2827 {
2828         int i;
2829         unsigned long long sum = 0;
2830
2831         for_each_possible_cpu(i)
2832                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2833
2834         return sum;
2835 }
2836
2837 unsigned long nr_iowait(void)
2838 {
2839         unsigned long i, sum = 0;
2840
2841         for_each_possible_cpu(i)
2842                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2843
2844         return sum;
2845 }
2846
2847 unsigned long nr_active(void)
2848 {
2849         unsigned long i, running = 0, uninterruptible = 0;
2850
2851         for_each_online_cpu(i) {
2852                 running += cpu_rq(i)->nr_running;
2853                 uninterruptible += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2854         }
2855
2856         if (unlikely((long)uninterruptible < 0))
2857                 uninterruptible = 0;
2858
2859         return running + uninterruptible;
2860 }
2861
2862 /*
2863  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2864  * scheduler tick (TICK_NSEC).
2865  */
2866 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
2867 {
2868         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
2869         int i, scale;
2870
2871         this_rq->nr_load_updates++;
2872
2873         /* Update our load: */
2874         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2875                 unsigned long old_load, new_load;
2876
2877                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2878
2879                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2880                 new_load = this_load;
2881                 /*
2882                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2883                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2884                  * example.
2885                  */
2886                 if (new_load > old_load)
2887                         new_load += scale-1;
2888                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
2889         }
2890 }
2891
2892 #ifdef CONFIG_SMP
2893
2894 /*
2895  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2896  *
2897  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2898  * you need to do so manually before calling.
2899  */
2900 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2901         __acquires(rq1->lock)
2902         __acquires(rq2->lock)
2903 {
2904         BUG_ON(!irqs_disabled());
2905         if (rq1 == rq2) {
2906                 spin_lock(&rq1->lock);
2907                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2908         } else {
2909                 if (rq1 < rq2) {
2910                         spin_lock(&rq1->lock);
2911                         spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2912                 } else {
2913                         spin_lock(&rq2->lock);
2914                         spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2915                 }
2916         }
2917         update_rq_clock(rq1);
2918         update_rq_clock(rq2);
2919 }
2920
2921 /*
2922  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2923  *
2924  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2925  * you need to do so manually after calling.
2926  */
2927 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2928         __releases(rq1->lock)
2929         __releases(rq2->lock)
2930 {
2931         spin_unlock(&rq1->lock);
2932         if (rq1 != rq2)
2933                 spin_unlock(&rq2->lock);
2934         else
2935                 __release(rq2->lock);
2936 }
2937
2938 /*
2939  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
2940  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
2941  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
2942  * the cpu_allowed mask is restored.
2943  */
2944 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
2945 {
2946         struct migration_req req;
2947         unsigned long flags;
2948         struct rq *rq;
2949
2950         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2951         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
2952             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
2953                 goto out;
2954
2955         /* force the process onto the specified CPU */
2956         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
2957                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
2958                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
2959
2960                 get_task_struct(mt);
2961                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2962                 wake_up_process(mt);
2963                 put_task_struct(mt);
2964                 wait_for_completion(&req.done);
2965
2966                 return;
2967         }
2968 out:
2969         task_rq_unlock(rq, &flags);
2970 }
2971
2972 /*
2973  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2974  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2975  */
2976 void sched_exec(void)
2977 {
2978         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
2979         new_cpu = sched_balance_self(this_cpu, SD_BALANCE_EXEC);
2980         put_cpu();
2981         if (new_cpu != this_cpu)
2982                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
2983 }
2984
2985 /*
2986  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
2987  * Both runqueues must be locked.
2988  */
2989 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
2990                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
2991 {
2992         deactivate_task(src_rq, p, 0);
2993         set_task_cpu(p, this_cpu);
2994         activate_task(this_rq, p, 0);
2995         /*
2996          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
2997          * to be always true for them.
2998          */
2999         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3000 }
3001
3002 /*
3003  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3004  */
3005 static
3006 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3007                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3008                      int *all_pinned)
3009 {
3010         int tsk_cache_hot = 0;
3011         /*
3012          * We do not migrate tasks that are:
3013          * 1) running (obviously), or
3014          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3015          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3016          */
3017         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3018                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3019                 return 0;
3020         }
3021         *all_pinned = 0;
3022
3023         if (task_running(rq, p)) {
3024                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3025                 return 0;
3026         }
3027
3028         /*
3029          * Aggressive migration if:
3030          * 1) task is cache cold, or
3031          * 2) too many balance attempts have failed.
3032          */
3033
3034         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3035         if (!tsk_cache_hot ||
3036                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3037 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3038                 if (tsk_cache_hot) {
3039                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3040                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3041                 }
3042 #endif
3043                 return 1;
3044         }
3045
3046         if (tsk_cache_hot) {
3047                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3048                 return 0;
3049         }
3050         return 1;
3051 }
3052
3053 static unsigned long
3054 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3055               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3056               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3057               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3058 {
3059         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3060         struct task_struct *p;
3061         long rem_load_move = max_load_move;
3062
3063         if (max_load_move == 0)
3064                 goto out;
3065
3066         pinned = 1;
3067
3068         /*
3069          * Start the load-balancing iterator:
3070          */
3071         p = iterator->start(iterator->arg);
3072 next:
3073         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3074                 goto out;
3075
3076         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3077             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3078                 p = iterator->next(iterator->arg);
3079                 goto next;
3080         }
3081
3082         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3083         pulled++;
3084         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3085
3086 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3087         /*
3088          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3089          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3090          * section.
3091          */
3092         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3093                 goto out;
3094 #endif
3095
3096         /*
3097          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3098          */
3099         if (rem_load_move > 0) {
3100                 if (p->prio < *this_best_prio)
3101                         *this_best_prio = p->prio;
3102                 p = iterator->next(iterator->arg);
3103                 goto next;
3104         }
3105 out:
3106         /*
3107          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3108          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3109          * inside pull_task().
3110          */
3111         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3112
3113         if (all_pinned)
3114                 *all_pinned = pinned;
3115
3116         return max_load_move - rem_load_move;
3117 }
3118
3119 /*
3120  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3121  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3122  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3123  *
3124  * Called with both runqueues locked.
3125  */
3126 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3127                       unsigned long max_load_move,
3128                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3129                       int *all_pinned)
3130 {
3131         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3132         unsigned long total_load_moved = 0;
3133         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3134
3135         do {
3136                 total_load_moved +=
3137                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3138                                 max_load_move - total_load_moved,
3139                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3140                 class = class->next;
3141
3142 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3143                 /*
3144                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3145                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3146                  * the critical section.
3147                  */
3148                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3149                         break;
3150 #endif
3151         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3152
3153         return total_load_moved > 0;
3154 }
3155
3156 static int
3157 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3158                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3159                    struct rq_iterator *iterator)
3160 {
3161         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3162         int pinned = 0;
3163
3164         while (p) {
3165                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3166                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3167                         /*
3168                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3169                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3170                          * stats here rather than inside pull_task().
3171                          */
3172                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3173
3174                         return 1;
3175                 }
3176                 p = iterator->next(iterator->arg);
3177         }
3178
3179         return 0;
3180 }
3181
3182 /*
3183  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3184  * part of active balancing operations within "domain".
3185  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3186  *
3187  * Called with both runqueues locked.
3188  */
3189 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3190                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3191 {
3192         const struct sched_class *class;
3193
3194         for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
3195                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3196                         return 1;
3197
3198         return 0;
3199 }
3200 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3201 /*
3202  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3203  *              during load balancing.
3204  */
3205 struct sd_lb_stats {
3206         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3207         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3208         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3209         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3210         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3211
3212         /** Statistics of this group */
3213         unsigned long this_load;
3214         unsigned long this_load_per_task;
3215         unsigned long this_nr_running;
3216
3217         /* Statistics of the busiest group */
3218         unsigned long max_load;
3219         unsigned long busiest_load_per_task;
3220         unsigned long busiest_nr_running;
3221
3222         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3223 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3224         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3225         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3226         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3227         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3228         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3229         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3230 #endif
3231 };
3232
3233 /*
3234  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3235  */
3236 struct sg_lb_stats {
3237         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3238         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3239         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3240         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3241         unsigned long group_capacity;
3242         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3243 };
3244
3245 /**
3246  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3247  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3248  */
3249 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3250 {
3251         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3252 }
3253
3254 /**
3255  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3256  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3257  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3258  */
3259 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3260                                         enum cpu_idle_type idle)
3261 {
3262         int load_idx;
3263
3264         switch (idle) {
3265         case CPU_NOT_IDLE:
3266                 load_idx = sd->busy_idx;
3267                 break;
3268
3269         case CPU_NEWLY_IDLE:
3270                 load_idx = sd->newidle_idx;
3271                 break;
3272         default:
3273                 load_idx = sd->idle_idx;
3274                 break;
3275         }
3276
3277         return load_idx;
3278 }
3279
3280
3281 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3282 /**
3283  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3284  * the given sched_domain, during load balancing.
3285  *
3286  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3287  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3288  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3289  */
3290 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3291         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3292 {
3293         /*
3294          * Busy processors will not participate in power savings
3295          * balance.
3296          */
3297         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3298                 sds->power_savings_balance = 0;
3299         else {
3300                 sds->power_savings_balance = 1;
3301                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3302                 sds->leader_nr_running = 0;
3303         }
3304 }
3305
3306 /**
3307  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3308  * sched_domain while performing load balancing.
3309  *
3310  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3311  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3312  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3313  *              load balancing ?
3314  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3315  */
3316 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3317         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3318 {
3319
3320         if (!sds->power_savings_balance)
3321                 return;
3322
3323         /*
3324          * If the local group is idle or completely loaded
3325          * no need to do power savings balance at this domain
3326          */
3327         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3328                                 !sds->this_nr_running))
3329                 sds->power_savings_balance = 0;
3330
3331         /*
3332          * If a group is already running at full capacity or idle,
3333          * don't include that group in power savings calculations
3334          */
3335         if (!sds->power_savings_balance ||
3336                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3337                 !sgs->sum_nr_running)
3338                 return;
3339
3340         /*
3341          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3342          * This is the group from where we need to pick up the load
3343          * for saving power
3344          */
3345         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3346             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3347              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3348                 sds->group_min = group;
3349                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3350                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3351                                                 sgs->sum_nr_running;
3352         }
3353
3354         /*
3355          * Calculate the group which is almost near its
3356          * capacity but still has some space to pick up some load
3357          * from other group and save more power
3358          */
3359         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity - 1)
3360                 return;
3361
3362         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3363             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3364              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3365                 sds->group_leader = group;
3366                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3367         }
3368 }
3369
3370 /**
3371  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3372  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3373  *      under consideration.
3374  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3375  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3376  *
3377  * Description:
3378  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3379  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3380  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3381  *
3382  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3383  * Else returns 0.
3384  */
3385 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3386                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3387 {
3388         if (!sds->power_savings_balance)
3389                 return 0;
3390
3391         if (sds->this != sds->group_leader ||
3392                         sds->group_leader == sds->group_min)
3393                 return 0;
3394
3395         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3396         sds->busiest = sds->group_min;
3397
3398         if (sched_mc_power_savings >= POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP) {
3399                 cpu_rq(this_cpu)->rd->sched_mc_preferred_wakeup_cpu =
3400                         group_first_cpu(sds->group_leader);
3401         }
3402
3403         return 1;
3404
3405 }
3406 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3407 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3408         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3409 {
3410         return;
3411 }
3412
3413 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3414         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3415 {
3416         return;
3417 }
3418
3419 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3420                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3421 {
3422         return 0;
3423 }
3424 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3425
3426
3427 /**
3428  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3429  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3430  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3431  * @idle: Idle status of this_cpu
3432  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3433  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3434  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3435  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3436  * @balance: Should we balance.
3437  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3438  */
3439 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_group *group, int this_cpu,
3440                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3441                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3442                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3443 {
3444         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3445         int i;
3446         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3447         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3448         unsigned long avg_load_per_task;
3449
3450         if (local_group)
3451                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3452
3453         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3454         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3455         max_cpu_load = 0;
3456         min_cpu_load = ~0UL;
3457
3458         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3459                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3460
3461                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3462                         *sd_idle = 0;
3463
3464                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3465                 if (local_group) {
3466                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3467                                 first_idle_cpu = 1;
3468                                 balance_cpu = i;
3469                         }
3470
3471                         load = target_load(i, load_idx);
3472                 } else {
3473                         load = source_load(i, load_idx);
3474                         if (load > max_cpu_load)
3475                                 max_cpu_load = load;
3476                         if (min_cpu_load > load)
3477                                 min_cpu_load = load;
3478                 }
3479
3480                 sgs->group_load += load;
3481                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3482                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3483
3484                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3485         }
3486
3487         /*
3488          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3489          * is eligible for doing load balancing at this and above
3490          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3491          * to do the newly idle load balance.
3492          */
3493         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3494             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3495                 *balance = 0;
3496                 return;
3497         }
3498
3499         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3500         sgs->avg_load = sg_div_cpu_power(group,
3501                         sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE);
3502
3503
3504         /*
3505          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3506          * than the average weight of two tasks.
3507          *
3508          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3509          *      might not be a suitable number - should we keep a
3510          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3511          *      the hierarchy?
3512          */
3513         avg_load_per_task = sg_div_cpu_power(group,
3514                         sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3515
3516         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3517                 sgs->group_imb = 1;
3518
3519         sgs->group_capacity = group->__cpu_power / SCHED_LOAD_SCALE;
3520
3521 }
3522
3523 /**
3524  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3525  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3526  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3527  * @idle: Idle status of this_cpu
3528  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3529  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3530  * @balance: Should we balance.
3531  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3532  */
3533 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3534                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3535                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3536                         struct sd_lb_stats *sds)
3537 {
3538         struct sched_group *group = sd->groups;
3539         struct sg_lb_stats sgs;
3540         int load_idx;
3541
3542         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3543         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3544
3545         do {
3546                 int local_group;
3547
3548                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3549                                                sched_group_cpus(group));
3550                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3551                 update_sg_lb_stats(group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3552                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3553
3554                 if (local_group && balance && !(*balance))
3555                         return;
3556
3557                 sds->total_load += sgs.group_load;
3558                 sds->total_pwr += group->__cpu_power;
3559
3560                 if (local_group) {
3561                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3562                         sds->this = group;
3563                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3564                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3565                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3566                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3567                                 sgs.group_imb)) {
3568                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3569                         sds->busiest = group;
3570                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3571                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3572                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3573                 }
3574
3575                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3576                 group = group->next;
3577         } while (group != sd->groups);
3578
3579 }
3580
3581 /**
3582  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3583  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3584  *                      load balancing.
3585  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3586  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3587  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3588  */
3589 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3590                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3591 {
3592         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3593         unsigned int imbn = 2;
3594
3595         if (sds->this_nr_running) {
3596                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3597                 if (sds->busiest_load_per_task >
3598                                 sds->this_load_per_task)
3599                         imbn = 1;
3600         } else
3601                 sds->this_load_per_task =
3602                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3603
3604         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3605                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3606                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3607                 return;
3608         }
3609
3610         /*
3611          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3612          * however we may be able to increase total CPU power used by
3613          * moving them.
3614          */
3615
3616         pwr_now += sds->busiest->__cpu_power *
3617                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3618         pwr_now += sds->this->__cpu_power *
3619                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3620         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3621
3622         /* Amount of load we'd subtract */
3623         tmp = sg_div_cpu_power(sds->busiest,
3624                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3625         if (sds->max_load > tmp)
3626                 pwr_move += sds->busiest->__cpu_power *
3627                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3628
3629         /* Amount of load we'd add */
3630         if (sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power <
3631                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3632                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3633                         sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power);
3634         else
3635                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3636                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3637         pwr_move += sds->this->__cpu_power *
3638                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3639         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3640
3641         /* Move if we gain throughput */
3642         if (pwr_move > pwr_now)
3643                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3644 }
3645
3646 /**
3647  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3648  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3649  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3650  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3651  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3652  */
3653 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3654                 unsigned long *imbalance)
3655 {
3656         unsigned long max_pull;
3657         /*
3658          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3659          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3660          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3661          */
3662         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3663                 *imbalance = 0;
3664                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3665         }
3666
3667         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3668         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3669                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3670
3671         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3672         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->__cpu_power,
3673                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->__cpu_power)
3674                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3675
3676         /*