Merge commit 'v2.6.28-rc7' into core/locking
[sfrench/cifs-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 #ifdef CONFIG_SMP
122 /*
123  * Divide a load by a sched group cpu_power : (load / sg->__cpu_power)
124  * Since cpu_power is a 'constant', we can use a reciprocal divide.
125  */
126 static inline u32 sg_div_cpu_power(const struct sched_group *sg, u32 load)
127 {
128         return reciprocal_divide(load, sg->reciprocal_cpu_power);
129 }
130
131 /*
132  * Each time a sched group cpu_power is changed,
133  * we must compute its reciprocal value
134  */
135 static inline void sg_inc_cpu_power(struct sched_group *sg, u32 val)
136 {
137         sg->__cpu_power += val;
138         sg->reciprocal_cpu_power = reciprocal_value(sg->__cpu_power);
139 }
140 #endif
141
142 static inline int rt_policy(int policy)
143 {
144         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
145                 return 1;
146         return 0;
147 }
148
149 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
150 {
151         return rt_policy(p->policy);
152 }
153
154 /*
155  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
156  */
157 struct rt_prio_array {
158         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
159         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
160 };
161
162 struct rt_bandwidth {
163         /* nests inside the rq lock: */
164         spinlock_t              rt_runtime_lock;
165         ktime_t                 rt_period;
166         u64                     rt_runtime;
167         struct hrtimer          rt_period_timer;
168 };
169
170 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
171
172 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
173
174 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
175 {
176         struct rt_bandwidth *rt_b =
177                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
178         ktime_t now;
179         int overrun;
180         int idle = 0;
181
182         for (;;) {
183                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
184                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
185
186                 if (!overrun)
187                         break;
188
189                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
190         }
191
192         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
193 }
194
195 static
196 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
197 {
198         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
199         rt_b->rt_runtime = runtime;
200
201         spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
202
203         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
204                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
205         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
206         rt_b->rt_period_timer.cb_mode = HRTIMER_CB_IRQSAFE_UNLOCKED;
207 }
208
209 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
210 {
211         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
212 }
213
214 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
215 {
216         ktime_t now;
217
218         if (rt_bandwidth_enabled() && rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
219                 return;
220
221         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
222                 return;
223
224         spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
225         for (;;) {
226                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
227                         break;
228
229                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
230                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
231                 hrtimer_start_expires(&rt_b->rt_period_timer,
232                                 HRTIMER_MODE_ABS);
233         }
234         spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
235 }
236
237 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
238 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
239 {
240         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
241 }
242 #endif
243
244 /*
245  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
246  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
247  */
248 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
249
250 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
251
252 #include <linux/cgroup.h>
253
254 struct cfs_rq;
255
256 static LIST_HEAD(task_groups);
257
258 /* task group related information */
259 struct task_group {
260 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
261         struct cgroup_subsys_state css;
262 #endif
263
264 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
265         /* schedulable entities of this group on each cpu */
266         struct sched_entity **se;
267         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
268         struct cfs_rq **cfs_rq;
269         unsigned long shares;
270 #endif
271
272 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
273         struct sched_rt_entity **rt_se;
274         struct rt_rq **rt_rq;
275
276         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
277 #endif
278
279         struct rcu_head rcu;
280         struct list_head list;
281
282         struct task_group *parent;
283         struct list_head siblings;
284         struct list_head children;
285 };
286
287 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
288
289 /*
290  * Root task group.
291  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
292  *      be a child to this group.
293  */
294 struct task_group root_task_group;
295
296 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
297 /* Default task group's sched entity on each cpu */
298 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
299 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
300 static DEFINE_PER_CPU(struct cfs_rq, init_cfs_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
301 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
302
303 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
304 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
305 static DEFINE_PER_CPU(struct rt_rq, init_rt_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
306 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
307 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
308 #define root_task_group init_task_group
309 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
310
311 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
312  * a task group's cpu shares.
313  */
314 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
315
316 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
317 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
318 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
319 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
320 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
321 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
322
323 /*
324  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
325  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
326  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
327  * too large, so as the shares value of a task group.
328  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
329  *  limitation from this.)
330  */
331 #define MIN_SHARES      2
332 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
333
334 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
335 #endif
336
337 /* Default task group.
338  *      Every task in system belong to this group at bootup.
339  */
340 struct task_group init_task_group;
341
342 /* return group to which a task belongs */
343 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
344 {
345         struct task_group *tg;
346
347 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
348         tg = p->user->tg;
349 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
350         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
351                                 struct task_group, css);
352 #else
353         tg = &init_task_group;
354 #endif
355         return tg;
356 }
357
358 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
359 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
360 {
361 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
362         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
363         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
364 #endif
365
366 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
367         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
368         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
369 #endif
370 }
371
372 #else
373
374 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
375 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
376 {
377         return NULL;
378 }
379
380 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
381
382 /* CFS-related fields in a runqueue */
383 struct cfs_rq {
384         struct load_weight load;
385         unsigned long nr_running;
386
387         u64 exec_clock;
388         u64 min_vruntime;
389
390         struct rb_root tasks_timeline;
391         struct rb_node *rb_leftmost;
392
393         struct list_head tasks;
394         struct list_head *balance_iterator;
395
396         /*
397          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
398          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
399          */
400         struct sched_entity *curr, *next, *last;
401
402         unsigned int nr_spread_over;
403
404 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
405         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
406
407         /*
408          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
409          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
410          * (like users, containers etc.)
411          *
412          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
413          * list is used during load balance.
414          */
415         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
416         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
417
418 #ifdef CONFIG_SMP
419         /*
420          * the part of load.weight contributed by tasks
421          */
422         unsigned long task_weight;
423
424         /*
425          *   h_load = weight * f(tg)
426          *
427          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
428          * this group.
429          */
430         unsigned long h_load;
431
432         /*
433          * this cpu's part of tg->shares
434          */
435         unsigned long shares;
436
437         /*
438          * load.weight at the time we set shares
439          */
440         unsigned long rq_weight;
441 #endif
442 #endif
443 };
444
445 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
446 struct rt_rq {
447         struct rt_prio_array active;
448         unsigned long rt_nr_running;
449 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
450         int highest_prio; /* highest queued rt task prio */
451 #endif
452 #ifdef CONFIG_SMP
453         unsigned long rt_nr_migratory;
454         int overloaded;
455 #endif
456         int rt_throttled;
457         u64 rt_time;
458         u64 rt_runtime;
459         /* Nests inside the rq lock: */
460         spinlock_t rt_runtime_lock;
461
462 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
463         unsigned long rt_nr_boosted;
464
465         struct rq *rq;
466         struct list_head leaf_rt_rq_list;
467         struct task_group *tg;
468         struct sched_rt_entity *rt_se;
469 #endif
470 };
471
472 #ifdef CONFIG_SMP
473
474 /*
475  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
476  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
477  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
478  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
479  * object.
480  *
481  */
482 struct root_domain {
483         atomic_t refcount;
484         cpumask_t span;
485         cpumask_t online;
486
487         /*
488          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
489          * one runnable RT task.
490          */
491         cpumask_t rto_mask;
492         atomic_t rto_count;
493 #ifdef CONFIG_SMP
494         struct cpupri cpupri;
495 #endif
496 };
497
498 /*
499  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
500  * members (mimicking the global state we have today).
501  */
502 static struct root_domain def_root_domain;
503
504 #endif
505
506 /*
507  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
508  *
509  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
510  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
511  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
512  */
513 struct rq {
514         /* runqueue lock: */
515         spinlock_t lock;
516
517         /*
518          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
519          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
520          */
521         unsigned long nr_running;
522         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
523         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
524         unsigned char idle_at_tick;
525 #ifdef CONFIG_NO_HZ
526         unsigned long last_tick_seen;
527         unsigned char in_nohz_recently;
528 #endif
529         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
530         struct load_weight load;
531         unsigned long nr_load_updates;
532         u64 nr_switches;
533
534         struct cfs_rq cfs;
535         struct rt_rq rt;
536
537 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
538         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
539         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
540 #endif
541 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
542         struct list_head leaf_rt_rq_list;
543 #endif
544
545         /*
546          * This is part of a global counter where only the total sum
547          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
548          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
549          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
550          */
551         unsigned long nr_uninterruptible;
552
553         struct task_struct *curr, *idle;
554         unsigned long next_balance;
555         struct mm_struct *prev_mm;
556
557         u64 clock;
558
559         atomic_t nr_iowait;
560
561 #ifdef CONFIG_SMP
562         struct root_domain *rd;
563         struct sched_domain *sd;
564
565         /* For active balancing */
566         int active_balance;
567         int push_cpu;
568         /* cpu of this runqueue: */
569         int cpu;
570         int online;
571
572         unsigned long avg_load_per_task;
573
574         struct task_struct *migration_thread;
575         struct list_head migration_queue;
576 #endif
577
578 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
579 #ifdef CONFIG_SMP
580         int hrtick_csd_pending;
581         struct call_single_data hrtick_csd;
582 #endif
583         struct hrtimer hrtick_timer;
584 #endif
585
586 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
587         /* latency stats */
588         struct sched_info rq_sched_info;
589
590         /* sys_sched_yield() stats */
591         unsigned int yld_exp_empty;
592         unsigned int yld_act_empty;
593         unsigned int yld_both_empty;
594         unsigned int yld_count;
595
596         /* schedule() stats */
597         unsigned int sched_switch;
598         unsigned int sched_count;
599         unsigned int sched_goidle;
600
601         /* try_to_wake_up() stats */
602         unsigned int ttwu_count;
603         unsigned int ttwu_local;
604
605         /* BKL stats */
606         unsigned int bkl_count;
607 #endif
608 };
609
610 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
611
612 static inline void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sync)
613 {
614         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, sync);
615 }
616
617 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
618 {
619 #ifdef CONFIG_SMP
620         return rq->cpu;
621 #else
622         return 0;
623 #endif
624 }
625
626 /*
627  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
628  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
629  *
630  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
631  * preempt-disabled sections.
632  */
633 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
634         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
635
636 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
637 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
638 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
639 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
640
641 static inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
642 {
643         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
644 }
645
646 /*
647  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
648  */
649 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
650 # define const_debug __read_mostly
651 #else
652 # define const_debug static const
653 #endif
654
655 /**
656  * runqueue_is_locked
657  *
658  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
659  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
660  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
661  */
662 int runqueue_is_locked(void)
663 {
664         int cpu = get_cpu();
665         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
666         int ret;
667
668         ret = spin_is_locked(&rq->lock);
669         put_cpu();
670         return ret;
671 }
672
673 /*
674  * Debugging: various feature bits
675  */
676
677 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
678         __SCHED_FEAT_##name ,
679
680 enum {
681 #include "sched_features.h"
682 };
683
684 #undef SCHED_FEAT
685
686 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
687         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
688
689 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
690 #include "sched_features.h"
691         0;
692
693 #undef SCHED_FEAT
694
695 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
696 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
697         #name ,
698
699 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
700 #include "sched_features.h"
701         NULL
702 };
703
704 #undef SCHED_FEAT
705
706 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
707 {
708         filp->private_data = inode->i_private;
709         return 0;
710 }
711
712 static ssize_t
713 sched_feat_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
714                 size_t cnt, loff_t *ppos)
715 {
716         char *buf;
717         int r = 0;
718         int len = 0;
719         int i;
720
721         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
722                 len += strlen(sched_feat_names[i]);
723                 len += 4;
724         }
725
726         buf = kmalloc(len + 2, GFP_KERNEL);
727         if (!buf)
728                 return -ENOMEM;
729
730         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
731                 if (sysctl_sched_features & (1UL << i))
732                         r += sprintf(buf + r, "%s ", sched_feat_names[i]);
733                 else
734                         r += sprintf(buf + r, "NO_%s ", sched_feat_names[i]);
735         }
736
737         r += sprintf(buf + r, "\n");
738         WARN_ON(r >= len + 2);
739
740         r = simple_read_from_buffer(ubuf, cnt, ppos, buf, r);
741
742         kfree(buf);
743
744         return r;
745 }
746
747 static ssize_t
748 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
749                 size_t cnt, loff_t *ppos)
750 {
751         char buf[64];
752         char *cmp = buf;
753         int neg = 0;
754         int i;
755
756         if (cnt > 63)
757                 cnt = 63;
758
759         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
760                 return -EFAULT;
761
762         buf[cnt] = 0;
763
764         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
765                 neg = 1;
766                 cmp += 3;
767         }
768
769         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
770                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
771
772                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
773                         if (neg)
774                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
775                         else
776                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
777                         break;
778                 }
779         }
780
781         if (!sched_feat_names[i])
782                 return -EINVAL;
783
784         filp->f_pos += cnt;
785
786         return cnt;
787 }
788
789 static struct file_operations sched_feat_fops = {
790         .open   = sched_feat_open,
791         .read   = sched_feat_read,
792         .write  = sched_feat_write,
793 };
794
795 static __init int sched_init_debug(void)
796 {
797         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
798                         &sched_feat_fops);
799
800         return 0;
801 }
802 late_initcall(sched_init_debug);
803
804 #endif
805
806 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
807
808 /*
809  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
810  * Limited because this is done with IRQs disabled.
811  */
812 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
813
814 /*
815  * ratelimit for updating the group shares.
816  * default: 0.25ms
817  */
818 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
819
820 /*
821  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
822  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
823  * default: 4
824  */
825 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
826
827 /*
828  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
829  * default: 1s
830  */
831 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
832
833 static __read_mostly int scheduler_running;
834
835 /*
836  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
837  * default: 0.95s
838  */
839 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
840
841 static inline u64 global_rt_period(void)
842 {
843         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
844 }
845
846 static inline u64 global_rt_runtime(void)
847 {
848         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
849                 return RUNTIME_INF;
850
851         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
852 }
853
854 #ifndef prepare_arch_switch
855 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
856 #endif
857 #ifndef finish_arch_switch
858 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
859 #endif
860
861 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
862 {
863         return rq->curr == p;
864 }
865
866 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
867 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
868 {
869         return task_current(rq, p);
870 }
871
872 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
873 {
874 }
875
876 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
877 {
878 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
879         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
880         rq->lock.owner = current;
881 #endif
882         /*
883          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
884          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
885          * prev into current:
886          */
887         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
888
889         spin_unlock_irq(&rq->lock);
890 }
891
892 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
893 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
894 {
895 #ifdef CONFIG_SMP
896         return p->oncpu;
897 #else
898         return task_current(rq, p);
899 #endif
900 }
901
902 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
903 {
904 #ifdef CONFIG_SMP
905         /*
906          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
907          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
908          * here.
909          */
910         next->oncpu = 1;
911 #endif
912 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
913         spin_unlock_irq(&rq->lock);
914 #else
915         spin_unlock(&rq->lock);
916 #endif
917 }
918
919 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
920 {
921 #ifdef CONFIG_SMP
922         /*
923          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
924          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
925          * finished.
926          */
927         smp_wmb();
928         prev->oncpu = 0;
929 #endif
930 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
931         local_irq_enable();
932 #endif
933 }
934 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
935
936 /*
937  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
938  * Must be called interrupts disabled.
939  */
940 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
941         __acquires(rq->lock)
942 {
943         for (;;) {
944                 struct rq *rq = task_rq(p);
945                 spin_lock(&rq->lock);
946                 if (likely(rq == task_rq(p)))
947                         return rq;
948                 spin_unlock(&rq->lock);
949         }
950 }
951
952 /*
953  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
954  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
955  * explicitly disabling preemption.
956  */
957 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
958         __acquires(rq->lock)
959 {
960         struct rq *rq;
961
962         for (;;) {
963                 local_irq_save(*flags);
964                 rq = task_rq(p);
965                 spin_lock(&rq->lock);
966                 if (likely(rq == task_rq(p)))
967                         return rq;
968                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
969         }
970 }
971
972 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
973 {
974         struct rq *rq = task_rq(p);
975
976         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
977         spin_unlock_wait(&rq->lock);
978 }
979
980 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
981         __releases(rq->lock)
982 {
983         spin_unlock(&rq->lock);
984 }
985
986 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
987         __releases(rq->lock)
988 {
989         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
990 }
991
992 /*
993  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
994  */
995 static struct rq *this_rq_lock(void)
996         __acquires(rq->lock)
997 {
998         struct rq *rq;
999
1000         local_irq_disable();
1001         rq = this_rq();
1002         spin_lock(&rq->lock);
1003
1004         return rq;
1005 }
1006
1007 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1008 /*
1009  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1010  *
1011  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1012  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1013  * reschedule event.
1014  *
1015  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1016  * rq->lock.
1017  */
1018
1019 /*
1020  * Use hrtick when:
1021  *  - enabled by features
1022  *  - hrtimer is actually high res
1023  */
1024 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1025 {
1026         if (!sched_feat(HRTICK))
1027                 return 0;
1028         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1029                 return 0;
1030         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1031 }
1032
1033 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1034 {
1035         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1036                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * High-resolution timer tick.
1041  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1042  */
1043 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1044 {
1045         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1046
1047         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1048
1049         spin_lock(&rq->lock);
1050         update_rq_clock(rq);
1051         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1052         spin_unlock(&rq->lock);
1053
1054         return HRTIMER_NORESTART;
1055 }
1056
1057 #ifdef CONFIG_SMP
1058 /*
1059  * called from hardirq (IPI) context
1060  */
1061 static void __hrtick_start(void *arg)
1062 {
1063         struct rq *rq = arg;
1064
1065         spin_lock(&rq->lock);
1066         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1067         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1068         spin_unlock(&rq->lock);
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Called to set the hrtick timer state.
1073  *
1074  * called with rq->lock held and irqs disabled
1075  */
1076 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1077 {
1078         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1079         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1080
1081         hrtimer_set_expires(timer, time);
1082
1083         if (rq == this_rq()) {
1084                 hrtimer_restart(timer);
1085         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1086                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
1087                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1088         }
1089 }
1090
1091 static int
1092 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1093 {
1094         int cpu = (int)(long)hcpu;
1095
1096         switch (action) {
1097         case CPU_UP_CANCELED:
1098         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1099         case CPU_DOWN_PREPARE:
1100         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1101         case CPU_DEAD:
1102         case CPU_DEAD_FROZEN:
1103                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1104                 return NOTIFY_OK;
1105         }
1106
1107         return NOTIFY_DONE;
1108 }
1109
1110 static __init void init_hrtick(void)
1111 {
1112         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1113 }
1114 #else
1115 /*
1116  * Called to set the hrtick timer state.
1117  *
1118  * called with rq->lock held and irqs disabled
1119  */
1120 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1121 {
1122         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), HRTIMER_MODE_REL);
1123 }
1124
1125 static inline void init_hrtick(void)
1126 {
1127 }
1128 #endif /* CONFIG_SMP */
1129
1130 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1131 {
1132 #ifdef CONFIG_SMP
1133         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1134
1135         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1136         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1137         rq->hrtick_csd.info = rq;
1138 #endif
1139
1140         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1141         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1142         rq->hrtick_timer.cb_mode = HRTIMER_CB_IRQSAFE_PERCPU;
1143 }
1144 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1145 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1146 {
1147 }
1148
1149 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1150 {
1151 }
1152
1153 static inline void init_hrtick(void)
1154 {
1155 }
1156 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1157
1158 /*
1159  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1160  *
1161  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1162  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1163  * the target CPU.
1164  */
1165 #ifdef CONFIG_SMP
1166
1167 #ifndef tsk_is_polling
1168 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1169 #endif
1170
1171 static void resched_task(struct task_struct *p)
1172 {
1173         int cpu;
1174
1175         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1176
1177         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(p, TIF_NEED_RESCHED)))
1178                 return;
1179
1180         set_tsk_thread_flag(p, TIF_NEED_RESCHED);
1181
1182         cpu = task_cpu(p);
1183         if (cpu == smp_processor_id())
1184                 return;
1185
1186         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1187         smp_mb();
1188         if (!tsk_is_polling(p))
1189                 smp_send_reschedule(cpu);
1190 }
1191
1192 static void resched_cpu(int cpu)
1193 {
1194         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1195         unsigned long flags;
1196
1197         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1198                 return;
1199         resched_task(cpu_curr(cpu));
1200         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1201 }
1202
1203 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1204 /*
1205  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1206  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1207  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1208  * idle system the next event might even be infinite time into the
1209  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1210  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1211  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1212  * wheel for the next timer event.
1213  */
1214 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1215 {
1216         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1217
1218         if (cpu == smp_processor_id())
1219                 return;
1220
1221         /*
1222          * This is safe, as this function is called with the timer
1223          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1224          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1225          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1226          * timer into account automatically.
1227          */
1228         if (rq->curr != rq->idle)
1229                 return;
1230
1231         /*
1232          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1233          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1234          * idle task through an additional NOOP schedule()
1235          */
1236         set_tsk_thread_flag(rq->idle, TIF_NEED_RESCHED);
1237
1238         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1239         smp_mb();
1240         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1241                 smp_send_reschedule(cpu);
1242 }
1243 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1244
1245 #else /* !CONFIG_SMP */
1246 static void resched_task(struct task_struct *p)
1247 {
1248         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1249         set_tsk_need_resched(p);
1250 }
1251 #endif /* CONFIG_SMP */
1252
1253 #if BITS_PER_LONG == 32
1254 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1255 #else
1256 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1257 #endif
1258
1259 #define WMULT_SHIFT     32
1260
1261 /*
1262  * Shift right and round:
1263  */
1264 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1265
1266 /*
1267  * delta *= weight / lw
1268  */
1269 static unsigned long
1270 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1271                 struct load_weight *lw)
1272 {
1273         u64 tmp;
1274
1275         if (!lw->inv_weight) {
1276                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1277                         lw->inv_weight = 1;
1278                 else
1279                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1280                                 / (lw->weight+1);
1281         }
1282
1283         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1284         /*
1285          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1286          */
1287         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1288                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1289                         WMULT_SHIFT/2);
1290         else
1291                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1292
1293         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1294 }
1295
1296 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1297 {
1298         lw->weight += inc;
1299         lw->inv_weight = 0;
1300 }
1301
1302 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1303 {
1304         lw->weight -= dec;
1305         lw->inv_weight = 0;
1306 }
1307
1308 /*
1309  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1310  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1311  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1312  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1313  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1314  * slice expiry etc.
1315  */
1316
1317 #define WEIGHT_IDLEPRIO         2
1318 #define WMULT_IDLEPRIO          (1 << 31)
1319
1320 /*
1321  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1322  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1323  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1324  * that remained on nice 0.
1325  *
1326  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1327  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1328  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1329  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1330  * the relative distance between them is ~25%.)
1331  */
1332 static const int prio_to_weight[40] = {
1333  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1334  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1335  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1336  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1337  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1338  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1339  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1340  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1341 };
1342
1343 /*
1344  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1345  *
1346  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1347  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1348  * into multiplications:
1349  */
1350 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1351  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1352  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1353  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1354  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1355  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1356  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1357  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1358  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1359 };
1360
1361 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1362
1363 /*
1364  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1365  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1366  * structures to the load-balancing proper:
1367  */
1368 struct rq_iterator {
1369         void *arg;
1370         struct task_struct *(*start)(void *);
1371         struct task_struct *(*next)(void *);
1372 };
1373
1374 #ifdef CONFIG_SMP
1375 static unsigned long
1376 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1377               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1378               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1379               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1380
1381 static int
1382 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1383                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1384                    struct rq_iterator *iterator);
1385 #endif
1386
1387 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1388 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1389 #else
1390 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1391 #endif
1392
1393 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1394 {
1395         update_load_add(&rq->load, load);
1396 }
1397
1398 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1399 {
1400         update_load_sub(&rq->load, load);
1401 }
1402
1403 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1404 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1405
1406 /*
1407  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1408  * leaving it for the final time.
1409  */
1410 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1411 {
1412         struct task_group *parent, *child;
1413         int ret;
1414
1415         rcu_read_lock();
1416         parent = &root_task_group;
1417 down:
1418         ret = (*down)(parent, data);
1419         if (ret)
1420                 goto out_unlock;
1421         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1422                 parent = child;
1423                 goto down;
1424
1425 up:
1426                 continue;
1427         }
1428         ret = (*up)(parent, data);
1429         if (ret)
1430                 goto out_unlock;
1431
1432         child = parent;
1433         parent = parent->parent;
1434         if (parent)
1435                 goto up;
1436 out_unlock:
1437         rcu_read_unlock();
1438
1439         return ret;
1440 }
1441
1442 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1443 {
1444         return 0;
1445 }
1446 #endif
1447
1448 #ifdef CONFIG_SMP
1449 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1450 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1451 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1452
1453 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1454 {
1455         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1456         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1457
1458         if (nr_running)
1459                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1460         else
1461                 rq->avg_load_per_task = 0;
1462
1463         return rq->avg_load_per_task;
1464 }
1465
1466 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1467
1468 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1469
1470 /*
1471  * Calculate and set the cpu's group shares.
1472  */
1473 static void
1474 update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1475                         unsigned long sd_shares, unsigned long sd_rq_weight)
1476 {
1477         int boost = 0;
1478         unsigned long shares;
1479         unsigned long rq_weight;
1480
1481         if (!tg->se[cpu])
1482                 return;
1483
1484         rq_weight = tg->cfs_rq[cpu]->load.weight;
1485
1486         /*
1487          * If there are currently no tasks on the cpu pretend there is one of
1488          * average load so that when a new task gets to run here it will not
1489          * get delayed by group starvation.
1490          */
1491         if (!rq_weight) {
1492                 boost = 1;
1493                 rq_weight = NICE_0_LOAD;
1494         }
1495
1496         if (unlikely(rq_weight > sd_rq_weight))
1497                 rq_weight = sd_rq_weight;
1498
1499         /*
1500          *           \Sum shares * rq_weight
1501          * shares =  -----------------------
1502          *               \Sum rq_weight
1503          *
1504          */
1505         shares = (sd_shares * rq_weight) / (sd_rq_weight + 1);
1506         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1507
1508         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1509                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1510                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1511                 unsigned long flags;
1512
1513                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1514                 /*
1515                  * record the actual number of shares, not the boosted amount.
1516                  */
1517                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = boost ? 0 : shares;
1518                 tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight = rq_weight;
1519
1520                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1521                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1522         }
1523 }
1524
1525 /*
1526  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1527  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1528  * parent group depends on the shares of its child groups.
1529  */
1530 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1531 {
1532         unsigned long rq_weight = 0;
1533         unsigned long shares = 0;
1534         struct sched_domain *sd = data;
1535         int i;
1536
1537         for_each_cpu_mask(i, sd->span) {
1538                 rq_weight += tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1539                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1540         }
1541
1542         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1543                 shares = tg->shares;
1544
1545         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1546                 shares = tg->shares;
1547
1548         if (!rq_weight)
1549                 rq_weight = cpus_weight(sd->span) * NICE_0_LOAD;
1550
1551         for_each_cpu_mask(i, sd->span)
1552                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight);
1553
1554         return 0;
1555 }
1556
1557 /*
1558  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1559  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1560  * group is a fraction of its parents load.
1561  */
1562 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1563 {
1564         unsigned long load;
1565         long cpu = (long)data;
1566
1567         if (!tg->parent) {
1568                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1569         } else {
1570                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1571                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1572                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1573         }
1574
1575         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1576
1577         return 0;
1578 }
1579
1580 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1581 {
1582         u64 now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1583         s64 elapsed = now - sd->last_update;
1584
1585         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1586                 sd->last_update = now;
1587                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1588         }
1589 }
1590
1591 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1592 {
1593         spin_unlock(&rq->lock);
1594         update_shares(sd);
1595         spin_lock(&rq->lock);
1596 }
1597
1598 static void update_h_load(long cpu)
1599 {
1600         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1601 }
1602
1603 #else
1604
1605 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1606 {
1607 }
1608
1609 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1610 {
1611 }
1612
1613 #endif
1614
1615 #endif
1616
1617 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1618 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1619 {
1620 #ifdef CONFIG_SMP
1621         cfs_rq->shares = shares;
1622 #endif
1623 }
1624 #endif
1625
1626 #include "sched_stats.h"
1627 #include "sched_idletask.c"
1628 #include "sched_fair.c"
1629 #include "sched_rt.c"
1630 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1631 # include "sched_debug.c"
1632 #endif
1633
1634 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1635 #define for_each_class(class) \
1636    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1637
1638 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1639 {
1640         rq->nr_running++;
1641 }
1642
1643 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1644 {
1645         rq->nr_running--;
1646 }
1647
1648 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1649 {
1650         if (task_has_rt_policy(p)) {
1651                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1652                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1653                 return;
1654         }
1655
1656         /*
1657          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1658          */
1659         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1660                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1661                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1662                 return;
1663         }
1664
1665         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1666         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1667 }
1668
1669 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1670 {
1671         s64 diff = sample - *avg;
1672         *avg += diff >> 3;
1673 }
1674
1675 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1676 {
1677         sched_info_queued(p);
1678         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1679         p->se.on_rq = 1;
1680 }
1681
1682 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1683 {
1684         if (sleep && p->se.last_wakeup) {
1685                 update_avg(&p->se.avg_overlap,
1686                            p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1687                 p->se.last_wakeup = 0;
1688         }
1689
1690         sched_info_dequeued(p);
1691         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1692         p->se.on_rq = 0;
1693 }
1694
1695 /*
1696  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1697  */
1698 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1699 {
1700         return p->static_prio;
1701 }
1702
1703 /*
1704  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1705  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1706  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1707  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1708  * estimator recalculates.
1709  */
1710 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1711 {
1712         int prio;
1713
1714         if (task_has_rt_policy(p))
1715                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1716         else
1717                 prio = __normal_prio(p);
1718         return prio;
1719 }
1720
1721 /*
1722  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1723  * taken into account by the scheduler. This value might
1724  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1725  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1726  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1727  */
1728 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1729 {
1730         p->normal_prio = normal_prio(p);
1731         /*
1732          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1733          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1734          * to the normal priority:
1735          */
1736         if (!rt_prio(p->prio))
1737                 return p->normal_prio;
1738         return p->prio;
1739 }
1740
1741 /*
1742  * activate_task - move a task to the runqueue.
1743  */
1744 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1745 {
1746         if (task_contributes_to_load(p))
1747                 rq->nr_uninterruptible--;
1748
1749         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1750         inc_nr_running(rq);
1751 }
1752
1753 /*
1754  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1755  */
1756 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1757 {
1758         if (task_contributes_to_load(p))
1759                 rq->nr_uninterruptible++;
1760
1761         dequeue_task(rq, p, sleep);
1762         dec_nr_running(rq);
1763 }
1764
1765 /**
1766  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1767  * @p: the task in question.
1768  */
1769 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1770 {
1771         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1772 }
1773
1774 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1775 {
1776         set_task_rq(p, cpu);
1777 #ifdef CONFIG_SMP
1778         /*
1779          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1780          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1781          * per-task data have been completed by this moment.
1782          */
1783         smp_wmb();
1784         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1785 #endif
1786 }
1787
1788 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1789                                        const struct sched_class *prev_class,
1790                                        int oldprio, int running)
1791 {
1792         if (prev_class != p->sched_class) {
1793                 if (prev_class->switched_from)
1794                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1795                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1796         } else
1797                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1798 }
1799
1800 #ifdef CONFIG_SMP
1801
1802 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1803 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1804 {
1805         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1806 }
1807
1808 /*
1809  * Is this task likely cache-hot:
1810  */
1811 static int
1812 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
1813 {
1814         s64 delta;
1815
1816         /*
1817          * Buddy candidates are cache hot:
1818          */
1819         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) &&
1820                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
1821                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
1822                 return 1;
1823
1824         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
1825                 return 0;
1826
1827         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
1828                 return 1;
1829         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
1830                 return 0;
1831
1832         delta = now - p->se.exec_start;
1833
1834         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
1835 }
1836
1837
1838 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1839 {
1840         int old_cpu = task_cpu(p);
1841         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
1842         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
1843                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
1844         u64 clock_offset;
1845
1846         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
1847
1848 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1849         if (p->se.wait_start)
1850                 p->se.wait_start -= clock_offset;
1851         if (p->se.sleep_start)
1852                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
1853         if (p->se.block_start)
1854                 p->se.block_start -= clock_offset;
1855         if (old_cpu != new_cpu) {
1856                 schedstat_inc(p, se.nr_migrations);
1857                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
1858                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
1859         }
1860 #endif
1861         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
1862                                          new_cfsrq->min_vruntime;
1863
1864         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1865 }
1866
1867 struct migration_req {
1868         struct list_head list;
1869
1870         struct task_struct *task;
1871         int dest_cpu;
1872
1873         struct completion done;
1874 };
1875
1876 /*
1877  * The task's runqueue lock must be held.
1878  * Returns true if you have to wait for migration thread.
1879  */
1880 static int
1881 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
1882 {
1883         struct rq *rq = task_rq(p);
1884
1885         /*
1886          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
1887          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
1888          */
1889         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
1890                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
1891                 return 0;
1892         }
1893
1894         init_completion(&req->done);
1895         req->task = p;
1896         req->dest_cpu = dest_cpu;
1897         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
1898
1899         return 1;
1900 }
1901
1902 /*
1903  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1904  *
1905  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1906  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1907  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1908  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1909  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1910  * @p has remained unscheduled the whole time.
1911  *
1912  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1913  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1914  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1915  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1916  * waiting to become inactive.
1917  */
1918 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1919 {
1920         unsigned long flags;
1921         int running, on_rq;
1922         unsigned long ncsw;
1923         struct rq *rq;
1924
1925         for (;;) {
1926                 /*
1927                  * We do the initial early heuristics without holding
1928                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1929                  * the runqueue lock when things look like they will
1930                  * work out!
1931                  */
1932                 rq = task_rq(p);
1933
1934                 /*
1935                  * If the task is actively running on another CPU
1936                  * still, just relax and busy-wait without holding
1937                  * any locks.
1938                  *
1939                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1940                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1941                  * But we don't care, since "task_running()" will
1942                  * return false if the runqueue has changed and p
1943                  * is actually now running somewhere else!
1944                  */
1945                 while (task_running(rq, p)) {
1946                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1947                                 return 0;
1948                         cpu_relax();
1949                 }
1950
1951                 /*
1952                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1953                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1954                  * just go back and repeat.
1955                  */
1956                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1957                 trace_sched_wait_task(rq, p);
1958                 running = task_running(rq, p);
1959                 on_rq = p->se.on_rq;
1960                 ncsw = 0;
1961                 if (!match_state || p->state == match_state)
1962                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1963                 task_rq_unlock(rq, &flags);
1964
1965                 /*
1966                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1967                  */
1968                 if (unlikely(!ncsw))
1969                         break;
1970
1971                 /*
1972                  * Was it really running after all now that we
1973                  * checked with the proper locks actually held?
1974                  *
1975                  * Oops. Go back and try again..
1976                  */
1977                 if (unlikely(running)) {
1978                         cpu_relax();
1979                         continue;
1980                 }
1981
1982                 /*
1983                  * It's not enough that it's not actively running,
1984                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1985                  * preempted!
1986                  *
1987                  * So if it wa still runnable (but just not actively
1988                  * running right now), it's preempted, and we should
1989                  * yield - it could be a while.
1990                  */
1991                 if (unlikely(on_rq)) {
1992                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1993                         continue;
1994                 }
1995
1996                 /*
1997                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1998                  * runnable, which means that it will never become
1999                  * running in the future either. We're all done!
2000                  */
2001                 break;
2002         }
2003
2004         return ncsw;
2005 }
2006
2007 /***
2008  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2009  * @p: the to-be-kicked thread
2010  *
2011  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2012  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2013  *
2014  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2015  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2016  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2017  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2018  * achieved as well.
2019  */
2020 void kick_process(struct task_struct *p)
2021 {
2022         int cpu;
2023
2024         preempt_disable();
2025         cpu = task_cpu(p);
2026         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2027                 smp_send_reschedule(cpu);
2028         preempt_enable();
2029 }
2030
2031 /*
2032  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2033  * according to the scheduling class and "nice" value.
2034  *
2035  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2036  * balance conservatively.
2037  */
2038 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2039 {
2040         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2041         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2042
2043         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2044                 return total;
2045
2046         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2047 }
2048
2049 /*
2050  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2051  * according to the scheduling class and "nice" value.
2052  */
2053 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2054 {
2055         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2056         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2057
2058         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2059                 return total;
2060
2061         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2062 }
2063
2064 /*
2065  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2066  * domain.
2067  */
2068 static struct sched_group *
2069 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
2070 {
2071         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
2072         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2073         int load_idx = sd->forkexec_idx;
2074         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2075
2076         do {
2077                 unsigned long load, avg_load;
2078                 int local_group;
2079                 int i;
2080
2081                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2082                 if (!cpus_intersects(group->cpumask, p->cpus_allowed))
2083                         continue;
2084
2085                 local_group = cpu_isset(this_cpu, group->cpumask);
2086
2087                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2088                 avg_load = 0;
2089
2090                 for_each_cpu_mask_nr(i, group->cpumask) {
2091                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2092                         if (local_group)
2093                                 load = source_load(i, load_idx);
2094                         else
2095                                 load = target_load(i, load_idx);
2096
2097                         avg_load += load;
2098                 }
2099
2100                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2101                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
2102                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
2103
2104                 if (local_group) {
2105                         this_load = avg_load;
2106                         this = group;
2107                 } else if (avg_load < min_load) {
2108                         min_load = avg_load;
2109                         idlest = group;
2110                 }
2111         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2112
2113         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2114                 return NULL;
2115         return idlest;
2116 }
2117
2118 /*
2119  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2120  */
2121 static int
2122 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu,
2123                 cpumask_t *tmp)
2124 {
2125         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2126         int idlest = -1;
2127         int i;
2128
2129         /* Traverse only the allowed CPUs */
2130         cpus_and(*tmp, group->cpumask, p->cpus_allowed);
2131
2132         for_each_cpu_mask_nr(i, *tmp) {
2133                 load = weighted_cpuload(i);
2134
2135                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2136                         min_load = load;
2137                         idlest = i;
2138                 }
2139         }
2140
2141         return idlest;
2142 }
2143
2144 /*
2145  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2146  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2147  * SD_BALANCE_EXEC.
2148  *
2149  * Balance, ie. select the least loaded group.
2150  *
2151  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2152  *
2153  * preempt must be disabled.
2154  */
2155 static int sched_balance_self(int cpu, int flag)
2156 {
2157         struct task_struct *t = current;
2158         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
2159
2160         for_each_domain(cpu, tmp) {
2161                 /*
2162                  * If power savings logic is enabled for a domain, stop there.
2163                  */
2164                 if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
2165                         break;
2166                 if (tmp->flags & flag)
2167                         sd = tmp;
2168         }
2169
2170         if (sd)
2171                 update_shares(sd);
2172
2173         while (sd) {
2174                 cpumask_t span, tmpmask;
2175                 struct sched_group *group;
2176                 int new_cpu, weight;
2177
2178                 if (!(sd->flags & flag)) {
2179                         sd = sd->child;
2180                         continue;
2181                 }
2182
2183                 span = sd->span;
2184                 group = find_idlest_group(sd, t, cpu);
2185                 if (!group) {
2186                         sd = sd->child;
2187                         continue;
2188                 }
2189
2190                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, t, cpu, &tmpmask);
2191                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
2192                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
2193                         sd = sd->child;
2194                         continue;
2195                 }
2196
2197                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
2198                 cpu = new_cpu;
2199                 sd = NULL;
2200                 weight = cpus_weight(span);
2201                 for_each_domain(cpu, tmp) {
2202                         if (weight <= cpus_weight(tmp->span))
2203                                 break;
2204                         if (tmp->flags & flag)
2205                                 sd = tmp;
2206                 }
2207                 /* while loop will break here if sd == NULL */
2208         }
2209
2210         return cpu;
2211 }
2212
2213 #endif /* CONFIG_SMP */
2214
2215 /***
2216  * try_to_wake_up - wake up a thread
2217  * @p: the to-be-woken-up thread
2218  * @state: the mask of task states that can be woken
2219  * @sync: do a synchronous wakeup?
2220  *
2221  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2222  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2223  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2224  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2225  * runnable without the overhead of this.
2226  *
2227  * returns failure only if the task is already active.
2228  */
2229 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int sync)
2230 {
2231         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2232         unsigned long flags;
2233         long old_state;
2234         struct rq *rq;
2235
2236         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2237                 sync = 0;
2238
2239 #ifdef CONFIG_SMP
2240         if (sched_feat(LB_WAKEUP_UPDATE)) {
2241                 struct sched_domain *sd;
2242
2243                 this_cpu = raw_smp_processor_id();
2244                 cpu = task_cpu(p);
2245
2246                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2247                         if (cpu_isset(cpu, sd->span)) {
2248                                 update_shares(sd);
2249                                 break;
2250                         }
2251                 }
2252         }
2253 #endif
2254
2255         smp_wmb();
2256         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2257         old_state = p->state;
2258         if (!(old_state & state))
2259                 goto out;
2260
2261         if (p->se.on_rq)
2262                 goto out_running;
2263
2264         cpu = task_cpu(p);
2265         orig_cpu = cpu;
2266         this_cpu = smp_processor_id();
2267
2268 #ifdef CONFIG_SMP
2269         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2270                 goto out_activate;
2271
2272         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sync);
2273         if (cpu != orig_cpu) {
2274                 set_task_cpu(p, cpu);
2275                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2276                 /* might preempt at this point */
2277                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2278                 old_state = p->state;
2279                 if (!(old_state & state))
2280                         goto out;
2281                 if (p->se.on_rq)
2282                         goto out_running;
2283
2284                 this_cpu = smp_processor_id();
2285                 cpu = task_cpu(p);
2286         }
2287
2288 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2289         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2290         if (cpu == this_cpu)
2291                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2292         else {
2293                 struct sched_domain *sd;
2294                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2295                         if (cpu_isset(cpu, sd->span)) {
2296                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2297                                 break;
2298                         }
2299                 }
2300         }
2301 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2302
2303 out_activate:
2304 #endif /* CONFIG_SMP */
2305         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2306         if (sync)
2307                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2308         if (orig_cpu != cpu)
2309                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2310         if (cpu == this_cpu)
2311                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2312         else
2313                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2314         update_rq_clock(rq);
2315         activate_task(rq, p, 1);
2316         success = 1;
2317
2318 out_running:
2319         trace_sched_wakeup(rq, p);
2320         check_preempt_curr(rq, p, sync);
2321
2322         p->state = TASK_RUNNING;
2323 #ifdef CONFIG_SMP
2324         if (p->sched_class->task_wake_up)
2325                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2326 #endif
2327 out:
2328         current->se.last_wakeup = current->se.sum_exec_runtime;
2329
2330         task_rq_unlock(rq, &flags);
2331
2332         return success;
2333 }
2334
2335 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2336 {
2337         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2338 }
2339 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2340
2341 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2342 {
2343         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2344 }
2345
2346 /*
2347  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2348  * p is forked by current.
2349  *
2350  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2351  */
2352 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2353 {
2354         p->se.exec_start                = 0;
2355         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2356         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2357         p->se.last_wakeup               = 0;
2358         p->se.avg_overlap               = 0;
2359
2360 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2361         p->se.wait_start                = 0;
2362         p->se.sum_sleep_runtime         = 0;
2363         p->se.sleep_start               = 0;
2364         p->se.block_start               = 0;
2365         p->se.sleep_max                 = 0;
2366         p->se.block_max                 = 0;
2367         p->se.exec_max                  = 0;
2368         p->se.slice_max                 = 0;
2369         p->se.wait_max                  = 0;
2370 #endif
2371
2372         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2373         p->se.on_rq = 0;
2374         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2375
2376 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2377         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2378 #endif
2379
2380         /*
2381          * We mark the process as running here, but have not actually
2382          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2383          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2384          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2385          */
2386         p->state = TASK_RUNNING;
2387 }
2388
2389 /*
2390  * fork()/clone()-time setup:
2391  */
2392 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2393 {
2394         int cpu = get_cpu();
2395
2396         __sched_fork(p);
2397
2398 #ifdef CONFIG_SMP
2399         cpu = sched_balance_self(cpu, SD_BALANCE_FORK);
2400 #endif
2401         set_task_cpu(p, cpu);
2402
2403         /*
2404          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child:
2405          */
2406         p->prio = current->normal_prio;
2407         if (!rt_prio(p->prio))
2408                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2409
2410 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2411         if (likely(sched_info_on()))
2412                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2413 #endif
2414 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2415         p->oncpu = 0;
2416 #endif
2417 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2418         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2419         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2420 #endif
2421         put_cpu();
2422 }
2423
2424 /*
2425  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2426  *
2427  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2428  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2429  * on the runqueue and wakes it.
2430  */
2431 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2432 {
2433         unsigned long flags;
2434         struct rq *rq;
2435
2436         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2437         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2438         update_rq_clock(rq);
2439
2440         p->prio = effective_prio(p);
2441
2442         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2443                 activate_task(rq, p, 0);
2444         } else {
2445                 /*
2446                  * Let the scheduling class do new task startup
2447                  * management (if any):
2448                  */
2449                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2450                 inc_nr_running(rq);
2451         }
2452         trace_sched_wakeup_new(rq, p);
2453         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2454 #ifdef CONFIG_SMP
2455         if (p->sched_class->task_wake_up)
2456                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2457 #endif
2458         task_rq_unlock(rq, &flags);
2459 }
2460
2461 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2462
2463 /**
2464  * preempt_notifier_register - tell me when current is being being preempted & rescheduled
2465  * @notifier: notifier struct to register
2466  */
2467 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2468 {
2469         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2470 }
2471 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2472
2473 /**
2474  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2475  * @notifier: notifier struct to unregister
2476  *
2477  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2478  */
2479 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2480 {
2481         hlist_del(&notifier->link);
2482 }
2483 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2484
2485 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2486 {
2487         struct preempt_notifier *notifier;
2488         struct hlist_node *node;
2489
2490         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2491                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2492 }
2493
2494 static void
2495 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2496                                  struct task_struct *next)
2497 {
2498         struct preempt_notifier *notifier;
2499         struct hlist_node *node;
2500
2501         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2502                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2503 }
2504
2505 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2506
2507 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2508 {
2509 }
2510
2511 static void
2512 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2513                                  struct task_struct *next)
2514 {
2515 }
2516
2517 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2518
2519 /**
2520  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2521  * @rq: the runqueue preparing to switch
2522  * @prev: the current task that is being switched out
2523  * @next: the task we are going to switch to.
2524  *
2525  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2526  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2527  * switch.
2528  *
2529  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2530  * hooks.
2531  */
2532 static inline void
2533 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2534                     struct task_struct *next)
2535 {
2536         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2537         prepare_lock_switch(rq, next);
2538         prepare_arch_switch(next);
2539 }
2540
2541 /**
2542  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2543  * @rq: runqueue associated with task-switch
2544  * @prev: the thread we just switched away from.
2545  *
2546  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2547  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2548  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2549  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2550  *
2551  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2552  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2553  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2554  * details.)
2555  */
2556 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2557         __releases(rq->lock)
2558 {
2559         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2560         long prev_state;
2561
2562         rq->prev_mm = NULL;
2563
2564         /*
2565          * A task struct has one reference for the use as "current".
2566          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2567          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2568          * the scheduled task must drop that reference.
2569          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2570          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2571          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2572          * be dropped twice.
2573          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2574          */
2575         prev_state = prev->state;
2576         finish_arch_switch(prev);
2577         finish_lock_switch(rq, prev);
2578 #ifdef CONFIG_SMP
2579         if (current->sched_class->post_schedule)
2580                 current->sched_class->post_schedule(rq);
2581 #endif
2582
2583         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2584         if (mm)
2585                 mmdrop(mm);
2586         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2587                 /*
2588                  * Remove function-return probe instances associated with this
2589                  * task and put them back on the free list.
2590                  */
2591                 kprobe_flush_task(prev);
2592                 put_task_struct(prev);
2593         }
2594 }
2595
2596 /**
2597  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2598  * @prev: the thread we just switched away from.
2599  */
2600 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2601         __releases(rq->lock)
2602 {
2603         struct rq *rq = this_rq();
2604
2605         finish_task_switch(rq, prev);
2606 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2607         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2608         preempt_enable();
2609 #endif
2610         if (current->set_child_tid)
2611                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2612 }
2613
2614 /*
2615  * context_switch - switch to the new MM and the new
2616  * thread's register state.
2617  */
2618 static inline void
2619 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2620                struct task_struct *next)
2621 {
2622         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2623
2624         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2625         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2626         mm = next->mm;
2627         oldmm = prev->active_mm;
2628         /*
2629          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2630          * combine the page table reload and the switch backend into
2631          * one hypercall.
2632          */
2633         arch_enter_lazy_cpu_mode();
2634
2635         if (unlikely(!mm)) {
2636                 next->active_mm = oldmm;
2637                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2638                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2639         } else
2640                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2641
2642         if (unlikely(!prev->mm)) {
2643                 prev->active_mm = NULL;
2644                 rq->prev_mm = oldmm;
2645         }
2646         /*
2647          * Since the runqueue lock will be released by the next
2648          * task (which is an invalid locking op but in the case
2649          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2650          * do an early lockdep release here:
2651          */
2652 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2653         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2654 #endif
2655
2656         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2657         switch_to(prev, next, prev);
2658
2659         barrier();
2660         /*
2661          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2662          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2663          * frame will be invalid.
2664          */
2665         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2666 }
2667
2668 /*
2669  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2670  *
2671  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2672  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2673  * number of context switches performed since bootup.
2674  */
2675 unsigned long nr_running(void)
2676 {
2677         unsigned long i, sum = 0;
2678
2679         for_each_online_cpu(i)
2680                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2681
2682         return sum;
2683 }
2684
2685 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2686 {
2687         unsigned long i, sum = 0;
2688
2689         for_each_possible_cpu(i)
2690                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2691
2692         /*
2693          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2694          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2695          */
2696         if (unlikely((long)sum < 0))
2697                 sum = 0;
2698
2699         return sum;
2700 }
2701
2702 unsigned long long nr_context_switches(void)
2703 {
2704         int i;
2705         unsigned long long sum = 0;
2706
2707         for_each_possible_cpu(i)
2708                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2709
2710         return sum;
2711 }
2712
2713 unsigned long nr_iowait(void)
2714 {
2715         unsigned long i, sum = 0;
2716
2717         for_each_possible_cpu(i)
2718                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2719
2720         return sum;
2721 }
2722
2723 unsigned long nr_active(void)
2724 {
2725         unsigned long i, running = 0, uninterruptible = 0;
2726
2727         for_each_online_cpu(i) {
2728                 running += cpu_rq(i)->nr_running;
2729                 uninterruptible += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2730         }
2731
2732         if (unlikely((long)uninterruptible < 0))
2733                 uninterruptible = 0;
2734
2735         return running + uninterruptible;
2736 }
2737
2738 /*
2739  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2740  * scheduler tick (TICK_NSEC).
2741  */
2742 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
2743 {
2744         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
2745         int i, scale;
2746
2747         this_rq->nr_load_updates++;
2748
2749         /* Update our load: */
2750         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2751                 unsigned long old_load, new_load;
2752
2753                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2754
2755                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2756                 new_load = this_load;
2757                 /*
2758                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2759                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2760                  * example.
2761                  */
2762                 if (new_load > old_load)
2763                         new_load += scale-1;
2764                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
2765         }
2766 }
2767
2768 #ifdef CONFIG_SMP
2769
2770 /*
2771  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2772  *
2773  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2774  * you need to do so manually before calling.
2775  */
2776 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2777         __acquires(rq1->lock)
2778         __acquires(rq2->lock)
2779 {
2780         BUG_ON(!irqs_disabled());
2781         if (rq1 == rq2) {
2782                 spin_lock(&rq1->lock);
2783                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2784         } else {
2785                 if (rq1 < rq2) {
2786                         spin_lock(&rq1->lock);
2787                         spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2788                 } else {
2789                         spin_lock(&rq2->lock);
2790                         spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2791                 }
2792         }
2793         update_rq_clock(rq1);
2794         update_rq_clock(rq2);
2795 }
2796
2797 /*
2798  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2799  *
2800  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2801  * you need to do so manually after calling.
2802  */
2803 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2804         __releases(rq1->lock)
2805         __releases(rq2->lock)
2806 {
2807         spin_unlock(&rq1->lock);
2808         if (rq1 != rq2)
2809                 spin_unlock(&rq2->lock);
2810         else
2811                 __release(rq2->lock);
2812 }
2813
2814 /*
2815  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
2816  */
2817 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2818         __releases(this_rq->lock)
2819         __acquires(busiest->lock)
2820         __acquires(this_rq->lock)
2821 {
2822         int ret = 0;
2823
2824         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
2825                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
2826                 spin_unlock(&this_rq->lock);
2827                 BUG_ON(1);
2828         }
2829         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
2830                 if (busiest < this_rq) {
2831                         spin_unlock(&this_rq->lock);
2832                         spin_lock(&busiest->lock);
2833                         spin_lock_nested(&this_rq->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2834                         ret = 1;
2835                 } else
2836                         spin_lock_nested(&busiest->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2837         }
2838         return ret;
2839 }
2840
2841 static void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2842         __releases(busiest->lock)
2843 {
2844         spin_unlock(&busiest->lock);
2845         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
2846 }
2847
2848 /*
2849  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
2850  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
2851  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
2852  * the cpu_allowed mask is restored.
2853  */
2854 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
2855 {
2856         struct migration_req req;
2857         unsigned long flags;
2858         struct rq *rq;
2859
2860         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2861         if (!cpu_isset(dest_cpu, p->cpus_allowed)
2862             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
2863                 goto out;
2864
2865         trace_sched_migrate_task(rq, p, dest_cpu);
2866         /* force the process onto the specified CPU */
2867         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
2868                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
2869                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
2870
2871                 get_task_struct(mt);
2872                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2873                 wake_up_process(mt);
2874                 put_task_struct(mt);
2875                 wait_for_completion(&req.done);
2876
2877                 return;
2878         }
2879 out:
2880         task_rq_unlock(rq, &flags);
2881 }
2882
2883 /*
2884  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2885  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2886  */
2887 void sched_exec(void)
2888 {
2889         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
2890         new_cpu = sched_balance_self(this_cpu, SD_BALANCE_EXEC);
2891         put_cpu();
2892         if (new_cpu != this_cpu)
2893                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
2894 }
2895
2896 /*
2897  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
2898  * Both runqueues must be locked.
2899  */
2900 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
2901                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
2902 {
2903         deactivate_task(src_rq, p, 0);
2904         set_task_cpu(p, this_cpu);
2905         activate_task(this_rq, p, 0);
2906         /*
2907          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
2908          * to be always true for them.
2909          */
2910         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
2911 }
2912
2913 /*
2914  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
2915  */
2916 static
2917 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
2918                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2919                      int *all_pinned)
2920 {
2921         /*
2922          * We do not migrate tasks that are:
2923          * 1) running (obviously), or
2924          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
2925          * 3) are cache-hot on their current CPU.
2926          */
2927         if (!cpu_isset(this_cpu, p->cpus_allowed)) {
2928                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
2929                 return 0;
2930         }
2931         *all_pinned = 0;
2932
2933         if (task_running(rq, p)) {
2934                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
2935                 return 0;
2936         }
2937
2938         /*
2939          * Aggressive migration if:
2940          * 1) task is cache cold, or
2941          * 2) too many balance attempts have failed.
2942          */
2943
2944         if (!task_hot(p, rq->clock, sd) ||
2945                         sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
2946 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2947                 if (task_hot(p, rq->clock, sd)) {
2948                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
2949                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
2950                 }
2951 #endif
2952                 return 1;
2953         }
2954
2955         if (task_hot(p, rq->clock, sd)) {
2956                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
2957                 return 0;
2958         }
2959         return 1;
2960 }
2961
2962 static unsigned long
2963 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2964               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
2965               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
2966               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
2967 {
2968         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
2969         struct task_struct *p;
2970         long rem_load_move = max_load_move;
2971
2972         if (max_load_move == 0)
2973                 goto out;
2974
2975         pinned = 1;
2976
2977         /*
2978          * Start the load-balancing iterator:
2979          */
2980         p = iterator->start(iterator->arg);
2981 next:
2982         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
2983                 goto out;
2984
2985         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
2986             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
2987                 p = iterator->next(iterator->arg);
2988                 goto next;
2989         }
2990
2991         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2992         pulled++;
2993         rem_load_move -= p->se.load.weight;
2994
2995         /*
2996          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
2997          */
2998         if (rem_load_move > 0) {
2999                 if (p->prio < *this_best_prio)
3000                         *this_best_prio = p->prio;
3001                 p = iterator->next(iterator->arg);
3002                 goto next;
3003         }
3004 out:
3005         /*
3006          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3007          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3008          * inside pull_task().
3009          */
3010         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3011
3012         if (all_pinned)
3013                 *all_pinned = pinned;
3014
3015         return max_load_move - rem_load_move;
3016 }
3017
3018 /*
3019  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3020  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3021  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3022  *
3023  * Called with both runqueues locked.
3024  */
3025 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3026                       unsigned long max_load_move,
3027                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3028                       int *all_pinned)
3029 {
3030         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3031         unsigned long total_load_moved = 0;
3032         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3033
3034         do {
3035                 total_load_moved +=
3036                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3037                                 max_load_move - total_load_moved,
3038                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3039                 class = class->next;
3040
3041                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3042                         break;
3043
3044         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3045
3046         return total_load_moved > 0;
3047 }
3048
3049 static int
3050 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3051                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3052                    struct rq_iterator *iterator)
3053 {
3054         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3055         int pinned = 0;
3056
3057         while (p) {
3058                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3059                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3060                         /*
3061                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3062                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3063                          * stats here rather than inside pull_task().
3064                          */
3065                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3066
3067                         return 1;
3068                 }
3069                 p = iterator->next(iterator->arg);
3070         }
3071
3072         return 0;
3073 }
3074
3075 /*
3076  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3077  * part of active balancing operations within "domain".
3078  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3079  *
3080  * Called with both runqueues locked.
3081  */
3082 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3083                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3084 {
3085         const struct sched_class *class;
3086
3087         for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
3088                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3089                         return 1;
3090
3091         return 0;
3092 }
3093
3094 /*
3095  * find_busiest_group finds and returns the busiest CPU group within the
3096  * domain. It calculates and returns the amount of weighted load which
3097  * should be moved to restore balance via the imbalance parameter.
3098  */
3099 static struct sched_group *
3100 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3101                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3102                    int *sd_idle, const cpumask_t *cpus, int *balance)
3103 {
3104         struct sched_group *busiest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
3105         unsigned long max_load, avg_load, total_load, this_load, total_pwr;
3106         unsigned long max_pull;
3107         unsigned long busiest_load_per_task, busiest_nr_running;
3108         unsigned long this_load_per_task, this_nr_running;
3109         int load_idx, group_imb = 0;
3110 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3111         int power_savings_balance = 1;
3112         unsigned long leader_nr_running = 0, min_load_per_task = 0;
3113         unsigned long min_nr_running = ULONG_MAX;
3114         struct sched_group *group_min = NULL, *group_leader = NULL;
3115 #endif
3116
3117         max_load = this_load = total_load = total_pwr = 0;
3118         busiest_load_per_task = busiest_nr_running = 0;
3119         this_load_per_task = this_nr_running = 0;
3120
3121         if (idle == CPU_NOT_IDLE)
3122                 load_idx = sd->busy_idx;
3123         else if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3124                 load_idx = sd->newidle_idx;
3125         else
3126                 load_idx = sd->idle_idx;
3127
3128         do {
3129                 unsigned long load, group_capacity, max_cpu_load, min_cpu_load;
3130                 int local_group;
3131                 int i;
3132                 int __group_imb = 0;
3133                 unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3134                 unsigned long sum_nr_running, sum_weighted_load;
3135                 unsigned long sum_avg_load_per_task;
3136                 unsigned long avg_load_per_task;
3137
3138                 local_group = cpu_isset(this_cpu, group->cpumask);
3139
3140                 if (local_group)
3141                         balance_cpu = first_cpu(group->cpumask);
3142
3143                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3144                 sum_weighted_load = sum_nr_running = avg_load = 0;
3145                 sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3146
3147                 max_cpu_load = 0;
3148                 min_cpu_load = ~0UL;
3149
3150                 for_each_cpu_mask_nr(i, group->cpumask) {
3151                         struct rq *rq;
3152
3153                         if (!cpu_isset(i, *cpus))
3154                                 continue;
3155
3156                         rq = cpu_rq(i);
3157
3158                         if (*sd_idle && rq->nr_running)
3159                                 *sd_idle = 0;
3160
3161                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3162                         if (local_group) {
3163                                 if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3164                                         first_idle_cpu = 1;
3165                                         balance_cpu = i;
3166                                 }
3167
3168                                 load = target_load(i, load_idx);
3169                         } else {
3170                                 load = source_load(i, load_idx);
3171                                 if (load > max_cpu_load)
3172                                         max_cpu_load = load;
3173                                 if (min_cpu_load > load)
3174                                         min_cpu_load = load;
3175                         }
3176
3177                         avg_load += load;
3178                         sum_nr_running += rq->nr_running;
3179                         sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3180
3181                         sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3182                 }
3183
3184                 /*
3185                  * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3186                  * is eligible for doing load balancing at this and above
3187                  * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3188                  * to do the newly idle load balance.
3189                  */
3190                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3191                     balance_cpu != this_cpu && balance) {
3192                         *balance = 0;
3193                         goto ret;
3194                 }
3195
3196                 total_load += avg_load;
3197                 total_pwr += group->__cpu_power;
3198
3199                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
3200                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
3201                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
3202
3203
3204                 /*
3205                  * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3206                  * than the average weight of two tasks.
3207                  *
3208                  * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3209                  *      might not be a suitable number - should we keep a
3210                  *      normalized nr_running number somewhere that negates
3211                  *      the hierarchy?
3212                  */
3213                 avg_load_per_task = sg_div_cpu_power(group,
3214                                 sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3215
3216                 if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3217                         __group_imb = 1;
3218
3219                 group_capacity = group->__cpu_power / SCHED_LOAD_SCALE;
3220
3221                 if (local_group) {
3222                         this_load = avg_load;
3223                         this = group;
3224                         this_nr_running = sum_nr_running;
3225                         this_load_per_task = sum_weighted_load;
3226                 } else if (avg_load > max_load &&
3227                            (sum_nr_running > group_capacity || __group_imb)) {
3228                         max_load = avg_load;
3229                         busiest = group;
3230                         busiest_nr_running = sum_nr_running;
3231                         busiest_load_per_task = sum_weighted_load;
3232                         group_imb = __group_imb;
3233                 }
3234
3235 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3236                 /*
3237                  * Busy processors will not participate in power savings
3238                  * balance.
3239                  */
3240                 if (idle == CPU_NOT_IDLE ||
3241                                 !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3242                         goto group_next;
3243
3244                 /*
3245                  * If the local group is idle or completely loaded
3246                  * no need to do power savings balance at this domain
3247                  */
3248                 if (local_group && (this_nr_running >= group_capacity ||
3249                                     !this_nr_running))
3250                         power_savings_balance = 0;
3251
3252                 /*
3253                  * If a group is already running at full capacity or idle,
3254                  * don't include that group in power savings calculations
3255                  */
3256                 if (!power_savings_balance || sum_nr_running >= group_capacity
3257                     || !sum_nr_running)
3258                         goto group_next;
3259
3260                 /*
3261                  * Calculate the group which has the least non-idle load.
3262                  * This is the group from where we need to pick up the load
3263                  * for saving power
3264                  */
3265                 if ((sum_nr_running < min_nr_running) ||
3266                     (sum_nr_running == min_nr_running &&
3267                      first_cpu(group->cpumask) <
3268                      first_cpu(group_min->cpumask))) {
3269                         group_min = group;
3270                         min_nr_running = sum_nr_running;
3271                         min_load_per_task = sum_weighted_load /
3272                                                 sum_nr_running;
3273                 }
3274
3275                 /*
3276                  * Calculate the group which is almost near its
3277                  * capacity but still has some space to pick up some load
3278                  * from other group and save more power
3279                  */
3280                 if (sum_nr_running <= group_capacity - 1) {
3281                         if (sum_nr_running > leader_nr_running ||
3282                             (sum_nr_running == leader_nr_running &&
3283                              first_cpu(group->cpumask) >
3284                               first_cpu(group_leader->cpumask))) {
3285                                 group_leader = group;
3286                                 leader_nr_running = sum_nr_running;
3287                         }
3288                 }
3289 group_next:
3290 #endif
3291                 group = group->next;
3292         } while (group != sd->groups);
3293
3294         if (!busiest || this_load >= max_load || busiest_nr_running == 0)
3295                 goto out_balanced;
3296
3297         avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * total_load) / total_pwr;
3298
3299         if (this_load >= avg_load ||
3300                         100*max_load <= sd->imbalance_pct*this_load)
3301                 goto out_balanced;
3302
3303         busiest_load_per_task /= busiest_nr_running;
3304         if (group_imb)
3305                 busiest_load_per_task = min(busiest_load_per_task, avg_load);
3306
3307         /*
3308          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
3309          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
3310          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
3311          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
3312          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
3313          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
3314          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
3315          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
3316          * appear as very large values with unsigned longs.
3317          */
3318         if (max_load <= busiest_load_per_task)
3319                 goto out_balanced;
3320
3321         /*
3322          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3323          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3324          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3325          */
3326         if (max_load < avg_load) {
3327                 *imbalance = 0;
3328                 goto small_imbalance;
3329         }
3330
3331         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3332         max_pull = min(max_load - avg_load, max_load - busiest_load_per_task);
3333
3334         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3335         *imbalance = min(max_pull * busiest->__cpu_power,
3336                                 (avg_load - this_load) * this->__cpu_power)
3337                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3338
3339         /*
3340          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3341          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3342          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3343          * moved
3344          */
3345         if (*imbalance < busiest_load_per_task) {
3346                 unsigned long tmp, pwr_now, pwr_move;
3347                 unsigned int imbn;
3348
3349 small_imbalance:
3350                 pwr_move = pwr_now = 0;
3351                 imbn = 2;
3352                 if (this_nr_running) {
3353                         this_load_per_task /= this_nr_running;
3354                         if (busiest_load_per_task > this_load_per_task)
3355                                 imbn = 1;
3356                 } else
3357                         this_load_per_task = cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3358
3359                 if (max_load - this_load + busiest_load_per_task >=
3360                                         busiest_load_per_task * imbn) {
3361                         *imbalance = busiest_load_per_task;
3362                         return busiest;
3363                 }
3364
3365                 /*
3366                  * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3367                  * however we may be able to increase total CPU power used by
3368                  * moving them.
3369                  */
3370
3371                 pwr_now += busiest->__cpu_power *
3372                                 min(busiest_load_per_task, max_load);
3373                 pwr_now += this->__cpu_power *
3374                                 min(this_load_per_task, this_load);
3375                 pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3376
3377                 /* Amount of load we'd subtract */
3378                 tmp = sg_div_cpu_power(busiest,
3379                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3380                 if (max_load > tmp)
3381                         pwr_move += busiest->__cpu_power *
3382                                 min(busiest_load_per_task, max_load - tmp);
3383
3384                 /* Amount of load we'd add */
3385                 if (max_load * busiest->__cpu_power <
3386                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3387                         tmp = sg_div_cpu_power(this,
3388                                         max_load * busiest->__cpu_power);
3389                 else
3390                         tmp = sg_div_cpu_power(this,
3391                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3392                 pwr_move += this->__cpu_power *
3393                                 min(this_load_per_task, this_load + tmp);
3394                 pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3395
3396                 /* Move if we gain throughput */
3397                 if (pwr_move > pwr_now)
3398                         *imbalance = busiest_load_per_task;
3399         }
3400
3401         return busiest;
3402
3403 out_balanced:
3404 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3405         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3406                 goto ret;
3407
3408         if (this == group_leader && group_leader != group_min) {
3409                 *imbalance = min_load_per_task;
3410                 return group_min;
3411         }
3412 #endif
3413 ret:
3414         *imbalance = 0;
3415         return NULL;
3416 }
3417
3418 /*
3419  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
3420  */
3421 static struct rq *
3422 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
3423                    unsigned long imbalance, const cpumask_t *cpus)
3424 {
3425         struct rq *busiest = NULL, *rq;
3426         unsigned long max_load = 0;
3427         int i;
3428
3429         for_each_cpu_mask_nr(i, group->cpumask) {
3430                 unsigned long wl;
3431
3432                 if (!cpu_isset(i, *cpus))
3433                         continue;
3434
3435                 rq = cpu_rq(i);
3436                 wl = weighted_cpuload(i);
3437
3438                 if (rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
3439                         continue;
3440
3441                 if (wl > max_load) {
3442                         max_load = wl;
3443                         busiest = rq;
3444                 }
3445         }
3446
3447         return busiest;
3448 }
3449
3450 /*
3451  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
3452  * so long as it is large enough.
3453  */
3454 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
3455
3456 /*
3457  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3458  * tasks if there is an imbalance.
3459  */
3460 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
3461                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3462                         int *balance, cpumask_t *cpus)
3463 {
3464         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
3465         struct sched_group *group;
3466         unsigned long imbalance;
3467         struct rq *busiest;
3468         unsigned long flags;
3469
3470         cpus_setall(*cpus);
3471
3472         /*
3473          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3474          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3475          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
3476          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3477          */
3478         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3479             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3480                 sd_idle = 1;
3481
3482         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
3483
3484 redo:
3485         update_shares(sd);
3486         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
3487                                    cpus, balance);
3488
3489         if (*balance == 0)
3490                 goto out_balanced;
3491
3492         if (!group) {
3493                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
3494                 goto out_balanced;
3495         }
3496
3497         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
3498         if (!busiest) {
3499                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
3500                 goto out_balanced;
3501         }
3502
3503         BUG_ON(busiest == this_rq);
3504
3505         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
3506
3507         ld_moved = 0;
3508         if (busiest->nr_running > 1) {
3509                 /*
3510                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
3511                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
3512                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
3513                  * correctly treated as an imbalance.
3514                  */
3515                 local_irq_save(flags);
3516                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
3517                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3518                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
3519                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
3520                 local_irq_restore(flags);
3521
3522                 /*
3523                  * some other cpu did the load balance for us.
3524                  */
3525                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
3526                         resched_cpu(this_cpu);
3527
3528                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
3529                 if (unlikely(all_pinned)) {
3530                         cpu_clear(cpu_of(busiest), *cpus);
3531                         if (!cpus_empty(*cpus))
3532                                 goto redo;
3533                         goto out_balanced;