3eedd5260907fe5be7b6c058b95629757585b695
[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/seq_file.h>
59 #include <linux/sysctl.h>
60 #include <linux/syscalls.h>
61 #include <linux/times.h>
62 #include <linux/tsacct_kern.h>
63 #include <linux/kprobes.h>
64 #include <linux/delayacct.h>
65 #include <linux/reciprocal_div.h>
66 #include <linux/unistd.h>
67 #include <linux/pagemap.h>
68 #include <linux/hrtimer.h>
69
70 #include <asm/tlb.h>
71 #include <asm/irq_regs.h>
72
73 /*
74  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
75  * This is default implementation.
76  * Architectures and sub-architectures can override this.
77  */
78 unsigned long long __attribute__((weak)) sched_clock(void)
79 {
80         return (unsigned long long)jiffies * (NSEC_PER_SEC / HZ);
81 }
82
83 /*
84  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
85  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
86  * and back.
87  */
88 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
89 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
90 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
91
92 /*
93  * 'User priority' is the nice value converted to something we
94  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
95  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
96  */
97 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
98 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
99 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
100
101 /*
102  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
103  */
104 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
105
106 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
107 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
108
109 /*
110  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
111  *
112  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
113  * Timeslices get refilled after they expire.
114  */
115 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
116
117 #ifdef CONFIG_SMP
118 /*
119  * Divide a load by a sched group cpu_power : (load / sg->__cpu_power)
120  * Since cpu_power is a 'constant', we can use a reciprocal divide.
121  */
122 static inline u32 sg_div_cpu_power(const struct sched_group *sg, u32 load)
123 {
124         return reciprocal_divide(load, sg->reciprocal_cpu_power);
125 }
126
127 /*
128  * Each time a sched group cpu_power is changed,
129  * we must compute its reciprocal value
130  */
131 static inline void sg_inc_cpu_power(struct sched_group *sg, u32 val)
132 {
133         sg->__cpu_power += val;
134         sg->reciprocal_cpu_power = reciprocal_value(sg->__cpu_power);
135 }
136 #endif
137
138 static inline int rt_policy(int policy)
139 {
140         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO) || unlikely(policy == SCHED_RR))
141                 return 1;
142         return 0;
143 }
144
145 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
146 {
147         return rt_policy(p->policy);
148 }
149
150 /*
151  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
152  */
153 struct rt_prio_array {
154         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
155         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
156 };
157
158 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
159
160 #include <linux/cgroup.h>
161
162 struct cfs_rq;
163
164 static LIST_HEAD(task_groups);
165
166 /* task group related information */
167 struct task_group {
168 #ifdef CONFIG_FAIR_CGROUP_SCHED
169         struct cgroup_subsys_state css;
170 #endif
171         /* schedulable entities of this group on each cpu */
172         struct sched_entity **se;
173         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
174         struct cfs_rq **cfs_rq;
175
176         struct sched_rt_entity **rt_se;
177         struct rt_rq **rt_rq;
178
179         unsigned int rt_ratio;
180
181         /*
182          * shares assigned to a task group governs how much of cpu bandwidth
183          * is allocated to the group. The more shares a group has, the more is
184          * the cpu bandwidth allocated to it.
185          *
186          * For ex, lets say that there are three task groups, A, B and C which
187          * have been assigned shares 1000, 2000 and 3000 respectively. Then,
188          * cpu bandwidth allocated by the scheduler to task groups A, B and C
189          * should be:
190          *
191          *      Bw(A) = 1000/(1000+2000+3000) * 100 = 16.66%
192          *      Bw(B) = 2000/(1000+2000+3000) * 100 = 33.33%
193          *      Bw(C) = 3000/(1000+2000+3000) * 100 = 50%
194          *
195          * The weight assigned to a task group's schedulable entities on every
196          * cpu (task_group.se[a_cpu]->load.weight) is derived from the task
197          * group's shares. For ex: lets say that task group A has been
198          * assigned shares of 1000 and there are two CPUs in a system. Then,
199          *
200          *  tg_A->se[0]->load.weight = tg_A->se[1]->load.weight = 1000;
201          *
202          * Note: It's not necessary that each of a task's group schedulable
203          *       entity have the same weight on all CPUs. If the group
204          *       has 2 of its tasks on CPU0 and 1 task on CPU1, then a
205          *       better distribution of weight could be:
206          *
207          *      tg_A->se[0]->load.weight = 2/3 * 2000 = 1333
208          *      tg_A->se[1]->load.weight = 1/2 * 2000 =  667
209          *
210          * rebalance_shares() is responsible for distributing the shares of a
211          * task groups like this among the group's schedulable entities across
212          * cpus.
213          *
214          */
215         unsigned long shares;
216
217         struct rcu_head rcu;
218         struct list_head list;
219 };
220
221 /* Default task group's sched entity on each cpu */
222 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
223 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
224 static DEFINE_PER_CPU(struct cfs_rq, init_cfs_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
225
226 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
227 static DEFINE_PER_CPU(struct rt_rq, init_rt_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
228
229 static struct sched_entity *init_sched_entity_p[NR_CPUS];
230 static struct cfs_rq *init_cfs_rq_p[NR_CPUS];
231
232 static struct sched_rt_entity *init_sched_rt_entity_p[NR_CPUS];
233 static struct rt_rq *init_rt_rq_p[NR_CPUS];
234
235 /* task_group_mutex serializes add/remove of task groups and also changes to
236  * a task group's cpu shares.
237  */
238 static DEFINE_MUTEX(task_group_mutex);
239
240 /* doms_cur_mutex serializes access to doms_cur[] array */
241 static DEFINE_MUTEX(doms_cur_mutex);
242
243 #ifdef CONFIG_SMP
244 /* kernel thread that runs rebalance_shares() periodically */
245 static struct task_struct *lb_monitor_task;
246 static int load_balance_monitor(void *unused);
247 #endif
248
249 static void set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
250
251 /* Default task group.
252  *      Every task in system belong to this group at bootup.
253  */
254 struct task_group init_task_group = {
255         .se     = init_sched_entity_p,
256         .cfs_rq = init_cfs_rq_p,
257
258         .rt_se  = init_sched_rt_entity_p,
259         .rt_rq  = init_rt_rq_p,
260 };
261
262 #ifdef CONFIG_FAIR_USER_SCHED
263 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
264 #else
265 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
266 #endif
267
268 #define MIN_GROUP_SHARES        2
269
270 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
271
272 /* return group to which a task belongs */
273 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
274 {
275         struct task_group *tg;
276
277 #ifdef CONFIG_FAIR_USER_SCHED
278         tg = p->user->tg;
279 #elif defined(CONFIG_FAIR_CGROUP_SCHED)
280         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
281                                 struct task_group, css);
282 #else
283         tg = &init_task_group;
284 #endif
285         return tg;
286 }
287
288 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
289 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
290 {
291         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
292         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
293
294         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
295         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
296 }
297
298 static inline void lock_task_group_list(void)
299 {
300         mutex_lock(&task_group_mutex);
301 }
302
303 static inline void unlock_task_group_list(void)
304 {
305         mutex_unlock(&task_group_mutex);
306 }
307
308 static inline void lock_doms_cur(void)
309 {
310         mutex_lock(&doms_cur_mutex);
311 }
312
313 static inline void unlock_doms_cur(void)
314 {
315         mutex_unlock(&doms_cur_mutex);
316 }
317
318 #else
319
320 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
321 static inline void lock_task_group_list(void) { }
322 static inline void unlock_task_group_list(void) { }
323 static inline void lock_doms_cur(void) { }
324 static inline void unlock_doms_cur(void) { }
325
326 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
327
328 /* CFS-related fields in a runqueue */
329 struct cfs_rq {
330         struct load_weight load;
331         unsigned long nr_running;
332
333         u64 exec_clock;
334         u64 min_vruntime;
335
336         struct rb_root tasks_timeline;
337         struct rb_node *rb_leftmost;
338         struct rb_node *rb_load_balance_curr;
339         /* 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
340          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
341          */
342         struct sched_entity *curr;
343
344         unsigned long nr_spread_over;
345
346 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
347         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
348
349         /*
350          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
351          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
352          * (like users, containers etc.)
353          *
354          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
355          * list is used during load balance.
356          */
357         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
358         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
359 #endif
360 };
361
362 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
363 struct rt_rq {
364         struct rt_prio_array active;
365         unsigned long rt_nr_running;
366 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
367         int highest_prio; /* highest queued rt task prio */
368 #endif
369 #ifdef CONFIG_SMP
370         unsigned long rt_nr_migratory;
371         int overloaded;
372 #endif
373         int rt_throttled;
374         u64 rt_time;
375
376 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
377         struct rq *rq;
378         struct list_head leaf_rt_rq_list;
379         struct task_group *tg;
380         struct sched_rt_entity *rt_se;
381 #endif
382 };
383
384 #ifdef CONFIG_SMP
385
386 /*
387  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
388  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
389  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
390  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
391  * object.
392  *
393  */
394 struct root_domain {
395         atomic_t refcount;
396         cpumask_t span;
397         cpumask_t online;
398
399         /*
400          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
401          * one runnable RT task.
402          */
403         cpumask_t rto_mask;
404         atomic_t rto_count;
405 };
406
407 /*
408  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
409  * members (mimicking the global state we have today).
410  */
411 static struct root_domain def_root_domain;
412
413 #endif
414
415 /*
416  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
417  *
418  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
419  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
420  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
421  */
422 struct rq {
423         /* runqueue lock: */
424         spinlock_t lock;
425
426         /*
427          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
428          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
429          */
430         unsigned long nr_running;
431         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
432         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
433         unsigned char idle_at_tick;
434 #ifdef CONFIG_NO_HZ
435         unsigned char in_nohz_recently;
436 #endif
437         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
438         struct load_weight load;
439         unsigned long nr_load_updates;
440         u64 nr_switches;
441
442         struct cfs_rq cfs;
443         struct rt_rq rt;
444         u64 rt_period_expire;
445         int rt_throttled;
446
447 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
448         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
449         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
450         struct list_head leaf_rt_rq_list;
451 #endif
452
453         /*
454          * This is part of a global counter where only the total sum
455          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
456          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
457          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
458          */
459         unsigned long nr_uninterruptible;
460
461         struct task_struct *curr, *idle;
462         unsigned long next_balance;
463         struct mm_struct *prev_mm;
464
465         u64 clock, prev_clock_raw;
466         s64 clock_max_delta;
467
468         unsigned int clock_warps, clock_overflows, clock_underflows;
469         u64 idle_clock;
470         unsigned int clock_deep_idle_events;
471         u64 tick_timestamp;
472
473         atomic_t nr_iowait;
474
475 #ifdef CONFIG_SMP
476         struct root_domain *rd;
477         struct sched_domain *sd;
478
479         /* For active balancing */
480         int active_balance;
481         int push_cpu;
482         /* cpu of this runqueue: */
483         int cpu;
484
485         struct task_struct *migration_thread;
486         struct list_head migration_queue;
487 #endif
488
489 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
490         unsigned long hrtick_flags;
491         ktime_t hrtick_expire;
492         struct hrtimer hrtick_timer;
493 #endif
494
495 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
496         /* latency stats */
497         struct sched_info rq_sched_info;
498
499         /* sys_sched_yield() stats */
500         unsigned int yld_exp_empty;
501         unsigned int yld_act_empty;
502         unsigned int yld_both_empty;
503         unsigned int yld_count;
504
505         /* schedule() stats */
506         unsigned int sched_switch;
507         unsigned int sched_count;
508         unsigned int sched_goidle;
509
510         /* try_to_wake_up() stats */
511         unsigned int ttwu_count;
512         unsigned int ttwu_local;
513
514         /* BKL stats */
515         unsigned int bkl_count;
516 #endif
517         struct lock_class_key rq_lock_key;
518 };
519
520 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
521
522 static inline void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p)
523 {
524         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p);
525 }
526
527 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
528 {
529 #ifdef CONFIG_SMP
530         return rq->cpu;
531 #else
532         return 0;
533 #endif
534 }
535
536 /*
537  * Update the per-runqueue clock, as finegrained as the platform can give
538  * us, but without assuming monotonicity, etc.:
539  */
540 static void __update_rq_clock(struct rq *rq)
541 {
542         u64 prev_raw = rq->prev_clock_raw;
543         u64 now = sched_clock();
544         s64 delta = now - prev_raw;
545         u64 clock = rq->clock;
546
547 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
548         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
549 #endif
550         /*
551          * Protect against sched_clock() occasionally going backwards:
552          */
553         if (unlikely(delta < 0)) {
554                 clock++;
555                 rq->clock_warps++;
556         } else {
557                 /*
558                  * Catch too large forward jumps too:
559                  */
560                 if (unlikely(clock + delta > rq->tick_timestamp + TICK_NSEC)) {
561                         if (clock < rq->tick_timestamp + TICK_NSEC)
562                                 clock = rq->tick_timestamp + TICK_NSEC;
563                         else
564                                 clock++;
565                         rq->clock_overflows++;
566                 } else {
567                         if (unlikely(delta > rq->clock_max_delta))
568                                 rq->clock_max_delta = delta;
569                         clock += delta;
570                 }
571         }
572
573         rq->prev_clock_raw = now;
574         rq->clock = clock;
575 }
576
577 static void update_rq_clock(struct rq *rq)
578 {
579         if (likely(smp_processor_id() == cpu_of(rq)))
580                 __update_rq_clock(rq);
581 }
582
583 /*
584  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
585  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
586  *
587  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
588  * preempt-disabled sections.
589  */
590 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
591         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
592
593 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
594 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
595 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
596 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
597
598 unsigned long rt_needs_cpu(int cpu)
599 {
600         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
601         u64 delta;
602
603         if (!rq->rt_throttled)
604                 return 0;
605
606         if (rq->clock > rq->rt_period_expire)
607                 return 1;
608
609         delta = rq->rt_period_expire - rq->clock;
610         do_div(delta, NSEC_PER_SEC / HZ);
611
612         return (unsigned long)delta;
613 }
614
615 /*
616  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
617  */
618 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
619 # define const_debug __read_mostly
620 #else
621 # define const_debug static const
622 #endif
623
624 /*
625  * Debugging: various feature bits
626  */
627 enum {
628         SCHED_FEAT_NEW_FAIR_SLEEPERS    = 1,
629         SCHED_FEAT_WAKEUP_PREEMPT       = 2,
630         SCHED_FEAT_START_DEBIT          = 4,
631         SCHED_FEAT_TREE_AVG             = 8,
632         SCHED_FEAT_APPROX_AVG           = 16,
633         SCHED_FEAT_HRTICK               = 32,
634         SCHED_FEAT_DOUBLE_TICK          = 64,
635 };
636
637 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
638                 SCHED_FEAT_NEW_FAIR_SLEEPERS    * 1 |
639                 SCHED_FEAT_WAKEUP_PREEMPT       * 1 |
640                 SCHED_FEAT_START_DEBIT          * 1 |
641                 SCHED_FEAT_TREE_AVG             * 0 |
642                 SCHED_FEAT_APPROX_AVG           * 0 |
643                 SCHED_FEAT_HRTICK               * 1 |
644                 SCHED_FEAT_DOUBLE_TICK          * 0;
645
646 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_##x)
647
648 /*
649  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
650  * Limited because this is done with IRQs disabled.
651  */
652 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
653
654 /*
655  * period over which we measure -rt task cpu usage in ms.
656  * default: 1s
657  */
658 const_debug unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000;
659
660 #define SCHED_RT_FRAC_SHIFT     16
661 #define SCHED_RT_FRAC           (1UL << SCHED_RT_FRAC_SHIFT)
662
663 /*
664  * ratio of time -rt tasks may consume.
665  * default: 95%
666  */
667 const_debug unsigned int sysctl_sched_rt_ratio = 62259;
668
669 /*
670  * For kernel-internal use: high-speed (but slightly incorrect) per-cpu
671  * clock constructed from sched_clock():
672  */
673 unsigned long long cpu_clock(int cpu)
674 {
675         unsigned long long now;
676         unsigned long flags;
677         struct rq *rq;
678
679         local_irq_save(flags);
680         rq = cpu_rq(cpu);
681         /*
682          * Only call sched_clock() if the scheduler has already been
683          * initialized (some code might call cpu_clock() very early):
684          */
685         if (rq->idle)
686                 update_rq_clock(rq);
687         now = rq->clock;
688         local_irq_restore(flags);
689
690         return now;
691 }
692 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_clock);
693
694 #ifndef prepare_arch_switch
695 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
696 #endif
697 #ifndef finish_arch_switch
698 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
699 #endif
700
701 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
702 {
703         return rq->curr == p;
704 }
705
706 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
707 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
708 {
709         return task_current(rq, p);
710 }
711
712 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
713 {
714 }
715
716 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
717 {
718 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
719         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
720         rq->lock.owner = current;
721 #endif
722         /*
723          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
724          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
725          * prev into current:
726          */
727         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
728
729         spin_unlock_irq(&rq->lock);
730 }
731
732 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
733 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
734 {
735 #ifdef CONFIG_SMP
736         return p->oncpu;
737 #else
738         return task_current(rq, p);
739 #endif
740 }
741
742 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
743 {
744 #ifdef CONFIG_SMP
745         /*
746          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
747          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
748          * here.
749          */
750         next->oncpu = 1;
751 #endif
752 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
753         spin_unlock_irq(&rq->lock);
754 #else
755         spin_unlock(&rq->lock);
756 #endif
757 }
758
759 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
760 {
761 #ifdef CONFIG_SMP
762         /*
763          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
764          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
765          * finished.
766          */
767         smp_wmb();
768         prev->oncpu = 0;
769 #endif
770 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
771         local_irq_enable();
772 #endif
773 }
774 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
775
776 /*
777  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
778  * Must be called interrupts disabled.
779  */
780 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
781         __acquires(rq->lock)
782 {
783         for (;;) {
784                 struct rq *rq = task_rq(p);
785                 spin_lock(&rq->lock);
786                 if (likely(rq == task_rq(p)))
787                         return rq;
788                 spin_unlock(&rq->lock);
789         }
790 }
791
792 /*
793  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
794  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
795  * explicitly disabling preemption.
796  */
797 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
798         __acquires(rq->lock)
799 {
800         struct rq *rq;
801
802         for (;;) {
803                 local_irq_save(*flags);
804                 rq = task_rq(p);
805                 spin_lock(&rq->lock);
806                 if (likely(rq == task_rq(p)))
807                         return rq;
808                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
809         }
810 }
811
812 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
813         __releases(rq->lock)
814 {
815         spin_unlock(&rq->lock);
816 }
817
818 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
819         __releases(rq->lock)
820 {
821         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
822 }
823
824 /*
825  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
826  */
827 static struct rq *this_rq_lock(void)
828         __acquires(rq->lock)
829 {
830         struct rq *rq;
831
832         local_irq_disable();
833         rq = this_rq();
834         spin_lock(&rq->lock);
835
836         return rq;
837 }
838
839 /*
840  * We are going deep-idle (irqs are disabled):
841  */
842 void sched_clock_idle_sleep_event(void)
843 {
844         struct rq *rq = cpu_rq(smp_processor_id());
845
846         spin_lock(&rq->lock);
847         __update_rq_clock(rq);
848         spin_unlock(&rq->lock);
849         rq->clock_deep_idle_events++;
850 }
851 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_clock_idle_sleep_event);
852
853 /*
854  * We just idled delta nanoseconds (called with irqs disabled):
855  */
856 void sched_clock_idle_wakeup_event(u64 delta_ns)
857 {
858         struct rq *rq = cpu_rq(smp_processor_id());
859         u64 now = sched_clock();
860
861         rq->idle_clock += delta_ns;
862         /*
863          * Override the previous timestamp and ignore all
864          * sched_clock() deltas that occured while we idled,
865          * and use the PM-provided delta_ns to advance the
866          * rq clock:
867          */
868         spin_lock(&rq->lock);
869         rq->prev_clock_raw = now;
870         rq->clock += delta_ns;
871         spin_unlock(&rq->lock);
872         touch_softlockup_watchdog();
873 }
874 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_clock_idle_wakeup_event);
875
876 static void __resched_task(struct task_struct *p, int tif_bit);
877
878 static inline void resched_task(struct task_struct *p)
879 {
880         __resched_task(p, TIF_NEED_RESCHED);
881 }
882
883 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
884 /*
885  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
886  *
887  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
888  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
889  * reschedule event.
890  *
891  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
892  * rq->lock.
893  */
894 static inline void resched_hrt(struct task_struct *p)
895 {
896         __resched_task(p, TIF_HRTICK_RESCHED);
897 }
898
899 static inline void resched_rq(struct rq *rq)
900 {
901         unsigned long flags;
902
903         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
904         resched_task(rq->curr);
905         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
906 }
907
908 enum {
909         HRTICK_SET,             /* re-programm hrtick_timer */
910         HRTICK_RESET,           /* not a new slice */
911 };
912
913 /*
914  * Use hrtick when:
915  *  - enabled by features
916  *  - hrtimer is actually high res
917  */
918 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
919 {
920         if (!sched_feat(HRTICK))
921                 return 0;
922         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
923 }
924
925 /*
926  * Called to set the hrtick timer state.
927  *
928  * called with rq->lock held and irqs disabled
929  */
930 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay, int reset)
931 {
932         assert_spin_locked(&rq->lock);
933
934         /*
935          * preempt at: now + delay
936          */
937         rq->hrtick_expire =
938                 ktime_add_ns(rq->hrtick_timer.base->get_time(), delay);
939         /*
940          * indicate we need to program the timer
941          */
942         __set_bit(HRTICK_SET, &rq->hrtick_flags);
943         if (reset)
944                 __set_bit(HRTICK_RESET, &rq->hrtick_flags);
945
946         /*
947          * New slices are called from the schedule path and don't need a
948          * forced reschedule.
949          */
950         if (reset)
951                 resched_hrt(rq->curr);
952 }
953
954 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
955 {
956         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
957                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
958 }
959
960 /*
961  * Update the timer from the possible pending state.
962  */
963 static void hrtick_set(struct rq *rq)
964 {
965         ktime_t time;
966         int set, reset;
967         unsigned long flags;
968
969         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
970
971         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
972         set = __test_and_clear_bit(HRTICK_SET, &rq->hrtick_flags);
973         reset = __test_and_clear_bit(HRTICK_RESET, &rq->hrtick_flags);
974         time = rq->hrtick_expire;
975         clear_thread_flag(TIF_HRTICK_RESCHED);
976         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
977
978         if (set) {
979                 hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, time, HRTIMER_MODE_ABS);
980                 if (reset && !hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
981                         resched_rq(rq);
982         } else
983                 hrtick_clear(rq);
984 }
985
986 /*
987  * High-resolution timer tick.
988  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
989  */
990 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
991 {
992         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
993
994         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
995
996         spin_lock(&rq->lock);
997         __update_rq_clock(rq);
998         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
999         spin_unlock(&rq->lock);
1000
1001         return HRTIMER_NORESTART;
1002 }
1003
1004 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1005 {
1006         rq->hrtick_flags = 0;
1007         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1008         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1009         rq->hrtick_timer.cb_mode = HRTIMER_CB_IRQSAFE_NO_SOFTIRQ;
1010 }
1011
1012 void hrtick_resched(void)
1013 {
1014         struct rq *rq;
1015         unsigned long flags;
1016
1017         if (!test_thread_flag(TIF_HRTICK_RESCHED))
1018                 return;
1019
1020         local_irq_save(flags);
1021         rq = cpu_rq(smp_processor_id());
1022         hrtick_set(rq);
1023         local_irq_restore(flags);
1024 }
1025 #else
1026 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1027 {
1028 }
1029
1030 static inline void hrtick_set(struct rq *rq)
1031 {
1032 }
1033
1034 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1035 {
1036 }
1037
1038 void hrtick_resched(void)
1039 {
1040 }
1041 #endif
1042
1043 /*
1044  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1045  *
1046  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1047  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1048  * the target CPU.
1049  */
1050 #ifdef CONFIG_SMP
1051
1052 #ifndef tsk_is_polling
1053 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1054 #endif
1055
1056 static void __resched_task(struct task_struct *p, int tif_bit)
1057 {
1058         int cpu;
1059
1060         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1061
1062         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(p, tif_bit)))
1063                 return;
1064
1065         set_tsk_thread_flag(p, tif_bit);
1066
1067         cpu = task_cpu(p);
1068         if (cpu == smp_processor_id())
1069                 return;
1070
1071         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1072         smp_mb();
1073         if (!tsk_is_polling(p))
1074                 smp_send_reschedule(cpu);
1075 }
1076
1077 static void resched_cpu(int cpu)
1078 {
1079         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1080         unsigned long flags;
1081
1082         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1083                 return;
1084         resched_task(cpu_curr(cpu));
1085         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1086 }
1087 #else
1088 static void __resched_task(struct task_struct *p, int tif_bit)
1089 {
1090         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1091         set_tsk_thread_flag(p, tif_bit);
1092 }
1093 #endif
1094
1095 #if BITS_PER_LONG == 32
1096 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1097 #else
1098 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1099 #endif
1100
1101 #define WMULT_SHIFT     32
1102
1103 /*
1104  * Shift right and round:
1105  */
1106 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1107
1108 static unsigned long
1109 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1110                 struct load_weight *lw)
1111 {
1112         u64 tmp;
1113
1114         if (unlikely(!lw->inv_weight))
1115                 lw->inv_weight = (WMULT_CONST - lw->weight/2) / lw->weight + 1;
1116
1117         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1118         /*
1119          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1120          */
1121         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1122                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1123                         WMULT_SHIFT/2);
1124         else
1125                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1126
1127         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1128 }
1129
1130 static inline unsigned long
1131 calc_delta_fair(unsigned long delta_exec, struct load_weight *lw)
1132 {
1133         return calc_delta_mine(delta_exec, NICE_0_LOAD, lw);
1134 }
1135
1136 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1137 {
1138         lw->weight += inc;
1139 }
1140
1141 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1142 {
1143         lw->weight -= dec;
1144 }
1145
1146 /*
1147  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1148  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1149  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1150  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1151  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1152  * slice expiry etc.
1153  */
1154
1155 #define WEIGHT_IDLEPRIO         2
1156 #define WMULT_IDLEPRIO          (1 << 31)
1157
1158 /*
1159  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1160  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1161  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1162  * that remained on nice 0.
1163  *
1164  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1165  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1166  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1167  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1168  * the relative distance between them is ~25%.)
1169  */
1170 static const int prio_to_weight[40] = {
1171  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1172  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1173  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1174  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1175  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1176  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1177  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1178  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1179 };
1180
1181 /*
1182  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1183  *
1184  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1185  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1186  * into multiplications:
1187  */
1188 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1189  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1190  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1191  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1192  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1193  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1194  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1195  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1196  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1197 };
1198
1199 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1200
1201 /*
1202  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1203  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1204  * structures to the load-balancing proper:
1205  */
1206 struct rq_iterator {
1207         void *arg;
1208         struct task_struct *(*start)(void *);
1209         struct task_struct *(*next)(void *);
1210 };
1211
1212 #ifdef CONFIG_SMP
1213 static unsigned long
1214 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1215               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1216               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1217               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1218
1219 static int
1220 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1221                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1222                    struct rq_iterator *iterator);
1223 #endif
1224
1225 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1226 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1227 #else
1228 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1229 #endif
1230
1231 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1232 {
1233         update_load_add(&rq->load, load);
1234 }
1235
1236 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1237 {
1238         update_load_sub(&rq->load, load);
1239 }
1240
1241 #ifdef CONFIG_SMP
1242 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1243 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1244 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu);
1245 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1246 #endif /* CONFIG_SMP */
1247
1248 #include "sched_stats.h"
1249 #include "sched_idletask.c"
1250 #include "sched_fair.c"
1251 #include "sched_rt.c"
1252 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1253 # include "sched_debug.c"
1254 #endif
1255
1256 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1257
1258 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1259 {
1260         rq->nr_running++;
1261 }
1262
1263 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1264 {
1265         rq->nr_running--;
1266 }
1267
1268 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1269 {
1270         if (task_has_rt_policy(p)) {
1271                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1272                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1273                 return;
1274         }
1275
1276         /*
1277          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1278          */
1279         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1280                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1281                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1282                 return;
1283         }
1284
1285         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1286         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1287 }
1288
1289 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1290 {
1291         sched_info_queued(p);
1292         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1293         p->se.on_rq = 1;
1294 }
1295
1296 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1297 {
1298         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1299         p->se.on_rq = 0;
1300 }
1301
1302 /*
1303  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1304  */
1305 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1306 {
1307         return p->static_prio;
1308 }
1309
1310 /*
1311  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1312  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1313  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1314  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1315  * estimator recalculates.
1316  */
1317 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1318 {
1319         int prio;
1320
1321         if (task_has_rt_policy(p))
1322                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1323         else
1324                 prio = __normal_prio(p);
1325         return prio;
1326 }
1327
1328 /*
1329  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1330  * taken into account by the scheduler. This value might
1331  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1332  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1333  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1334  */
1335 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1336 {
1337         p->normal_prio = normal_prio(p);
1338         /*
1339          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1340          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1341          * to the normal priority:
1342          */
1343         if (!rt_prio(p->prio))
1344                 return p->normal_prio;
1345         return p->prio;
1346 }
1347
1348 /*
1349  * activate_task - move a task to the runqueue.
1350  */
1351 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1352 {
1353         if (task_contributes_to_load(p))
1354                 rq->nr_uninterruptible--;
1355
1356         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1357         inc_nr_running(rq);
1358 }
1359
1360 /*
1361  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1362  */
1363 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1364 {
1365         if (task_contributes_to_load(p))
1366                 rq->nr_uninterruptible++;
1367
1368         dequeue_task(rq, p, sleep);
1369         dec_nr_running(rq);
1370 }
1371
1372 /**
1373  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1374  * @p: the task in question.
1375  */
1376 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1377 {
1378         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1379 }
1380
1381 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1382 unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1383 {
1384         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1385 }
1386
1387 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1388 {
1389         set_task_rq(p, cpu);
1390 #ifdef CONFIG_SMP
1391         /*
1392          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1393          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1394          * per-task data have been completed by this moment.
1395          */
1396         smp_wmb();
1397         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1398 #endif
1399 }
1400
1401 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1402                                        const struct sched_class *prev_class,
1403                                        int oldprio, int running)
1404 {
1405         if (prev_class != p->sched_class) {
1406                 if (prev_class->switched_from)
1407                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1408                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1409         } else
1410                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1411 }
1412
1413 #ifdef CONFIG_SMP
1414
1415 /*
1416  * Is this task likely cache-hot:
1417  */
1418 static int
1419 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
1420 {
1421         s64 delta;
1422
1423         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
1424                 return 0;
1425
1426         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
1427                 return 1;
1428         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
1429                 return 0;
1430
1431         delta = now - p->se.exec_start;
1432
1433         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
1434 }
1435
1436
1437 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1438 {
1439         int old_cpu = task_cpu(p);
1440         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
1441         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
1442                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
1443         u64 clock_offset;
1444
1445         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
1446
1447 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1448         if (p->se.wait_start)
1449                 p->se.wait_start -= clock_offset;
1450         if (p->se.sleep_start)
1451                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
1452         if (p->se.block_start)
1453                 p->se.block_start -= clock_offset;
1454         if (old_cpu != new_cpu) {
1455                 schedstat_inc(p, se.nr_migrations);
1456                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
1457                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
1458         }
1459 #endif
1460         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
1461                                          new_cfsrq->min_vruntime;
1462
1463         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1464 }
1465
1466 struct migration_req {
1467         struct list_head list;
1468
1469         struct task_struct *task;
1470         int dest_cpu;
1471
1472         struct completion done;
1473 };
1474
1475 /*
1476  * The task's runqueue lock must be held.
1477  * Returns true if you have to wait for migration thread.
1478  */
1479 static int
1480 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
1481 {
1482         struct rq *rq = task_rq(p);
1483
1484         /*
1485          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
1486          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
1487          */
1488         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
1489                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
1490                 return 0;
1491         }
1492
1493         init_completion(&req->done);
1494         req->task = p;
1495         req->dest_cpu = dest_cpu;
1496         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
1497
1498         return 1;
1499 }
1500
1501 /*
1502  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1503  *
1504  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1505  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1506  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1507  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1508  * waiting to become inactive.
1509  */
1510 void wait_task_inactive(struct task_struct *p)
1511 {
1512         unsigned long flags;
1513         int running, on_rq;
1514         struct rq *rq;
1515
1516         for (;;) {
1517                 /*
1518                  * We do the initial early heuristics without holding
1519                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1520                  * the runqueue lock when things look like they will
1521                  * work out!
1522                  */
1523                 rq = task_rq(p);
1524
1525                 /*
1526                  * If the task is actively running on another CPU
1527                  * still, just relax and busy-wait without holding
1528                  * any locks.
1529                  *
1530                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1531                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1532                  * But we don't care, since "task_running()" will
1533                  * return false if the runqueue has changed and p
1534                  * is actually now running somewhere else!
1535                  */
1536                 while (task_running(rq, p))
1537                         cpu_relax();
1538
1539                 /*
1540                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1541                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1542                  * just go back and repeat.
1543                  */
1544                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1545                 running = task_running(rq, p);
1546                 on_rq = p->se.on_rq;
1547                 task_rq_unlock(rq, &flags);
1548
1549                 /*
1550                  * Was it really running after all now that we
1551                  * checked with the proper locks actually held?
1552                  *
1553                  * Oops. Go back and try again..
1554                  */
1555                 if (unlikely(running)) {
1556                         cpu_relax();
1557                         continue;
1558                 }
1559
1560                 /*
1561                  * It's not enough that it's not actively running,
1562                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1563                  * preempted!
1564                  *
1565                  * So if it wa still runnable (but just not actively
1566                  * running right now), it's preempted, and we should
1567                  * yield - it could be a while.
1568                  */
1569                 if (unlikely(on_rq)) {
1570                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1571                         continue;
1572                 }
1573
1574                 /*
1575                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1576                  * runnable, which means that it will never become
1577                  * running in the future either. We're all done!
1578                  */
1579                 break;
1580         }
1581 }
1582
1583 /***
1584  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1585  * @p: the to-be-kicked thread
1586  *
1587  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1588  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1589  *
1590  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
1591  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1592  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1593  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1594  * achieved as well.
1595  */
1596 void kick_process(struct task_struct *p)
1597 {
1598         int cpu;
1599
1600         preempt_disable();
1601         cpu = task_cpu(p);
1602         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1603                 smp_send_reschedule(cpu);
1604         preempt_enable();
1605 }
1606
1607 /*
1608  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
1609  * according to the scheduling class and "nice" value.
1610  *
1611  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
1612  * balance conservatively.
1613  */
1614 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
1615 {
1616         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1617         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1618
1619         if (type == 0)
1620                 return total;
1621
1622         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
1623 }
1624
1625 /*
1626  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
1627  * according to the scheduling class and "nice" value.
1628  */
1629 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
1630 {
1631         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1632         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1633
1634         if (type == 0)
1635                 return total;
1636
1637         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
1638 }
1639
1640 /*
1641  * Return the average load per task on the cpu's run queue
1642  */
1643 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1644 {
1645         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1646         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1647         unsigned long n = rq->nr_running;
1648
1649         return n ? total / n : SCHED_LOAD_SCALE;
1650 }
1651
1652 /*
1653  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
1654  * domain.
1655  */
1656 static struct sched_group *
1657 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
1658 {
1659         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
1660         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
1661         int load_idx = sd->forkexec_idx;
1662         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
1663
1664         do {
1665                 unsigned long load, avg_load;
1666                 int local_group;
1667                 int i;
1668
1669                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
1670                 if (!cpus_intersects(group->cpumask, p->cpus_allowed))
1671                         continue;
1672
1673                 local_group = cpu_isset(this_cpu, group->cpumask);
1674
1675                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
1676                 avg_load = 0;
1677
1678                 for_each_cpu_mask(i, group->cpumask) {
1679                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
1680                         if (local_group)
1681                                 load = source_load(i, load_idx);
1682                         else
1683                                 load = target_load(i, load_idx);
1684
1685                         avg_load += load;
1686                 }
1687
1688                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
1689                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
1690                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
1691
1692                 if (local_group) {
1693                         this_load = avg_load;
1694                         this = group;
1695                 } else if (avg_load < min_load) {
1696                         min_load = avg_load;
1697                         idlest = group;
1698                 }
1699         } while (group = group->next, group != sd->groups);
1700
1701         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
1702                 return NULL;
1703         return idlest;
1704 }
1705
1706 /*
1707  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
1708  */
1709 static int
1710 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
1711 {
1712         cpumask_t tmp;
1713         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
1714         int idlest = -1;
1715         int i;
1716
1717         /* Traverse only the allowed CPUs */
1718         cpus_and(tmp, group->cpumask, p->cpus_allowed);
1719
1720         for_each_cpu_mask(i, tmp) {
1721                 load = weighted_cpuload(i);
1722
1723                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
1724                         min_load = load;
1725                         idlest = i;
1726                 }
1727         }
1728
1729         return idlest;
1730 }
1731
1732 /*
1733  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
1734  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
1735  * SD_BALANCE_EXEC.
1736  *
1737  * Balance, ie. select the least loaded group.
1738  *
1739  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
1740  *
1741  * preempt must be disabled.
1742  */
1743 static int sched_balance_self(int cpu, int flag)
1744 {
1745         struct task_struct *t = current;
1746         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
1747
1748         for_each_domain(cpu, tmp) {
1749                 /*
1750                  * If power savings logic is enabled for a domain, stop there.
1751                  */
1752                 if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
1753                         break;
1754                 if (tmp->flags & flag)
1755                         sd = tmp;
1756         }
1757
1758         while (sd) {
1759                 cpumask_t span;
1760                 struct sched_group *group;
1761                 int new_cpu, weight;
1762
1763                 if (!(sd->flags & flag)) {
1764                         sd = sd->child;
1765                         continue;
1766                 }
1767
1768                 span = sd->span;
1769                 group = find_idlest_group(sd, t, cpu);
1770                 if (!group) {
1771                         sd = sd->child;
1772                         continue;
1773                 }
1774
1775                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, t, cpu);
1776                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
1777                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
1778                         sd = sd->child;
1779                         continue;
1780                 }
1781
1782                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
1783                 cpu = new_cpu;
1784                 sd = NULL;
1785                 weight = cpus_weight(span);
1786                 for_each_domain(cpu, tmp) {
1787                         if (weight <= cpus_weight(tmp->span))
1788                                 break;
1789                         if (tmp->flags & flag)
1790                                 sd = tmp;
1791                 }
1792                 /* while loop will break here if sd == NULL */
1793         }
1794
1795         return cpu;
1796 }
1797
1798 #endif /* CONFIG_SMP */
1799
1800 /***
1801  * try_to_wake_up - wake up a thread
1802  * @p: the to-be-woken-up thread
1803  * @state: the mask of task states that can be woken
1804  * @sync: do a synchronous wakeup?
1805  *
1806  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1807  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1808  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1809  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1810  * runnable without the overhead of this.
1811  *
1812  * returns failure only if the task is already active.
1813  */
1814 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int sync)
1815 {
1816         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
1817         unsigned long flags;
1818         long old_state;
1819         struct rq *rq;
1820
1821         rq = task_rq_lock(p, &flags);
1822         old_state = p->state;
1823         if (!(old_state & state))
1824                 goto out;
1825
1826         if (p->se.on_rq)
1827                 goto out_running;
1828
1829         cpu = task_cpu(p);
1830         orig_cpu = cpu;
1831         this_cpu = smp_processor_id();
1832
1833 #ifdef CONFIG_SMP
1834         if (unlikely(task_running(rq, p)))
1835                 goto out_activate;
1836
1837         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sync);
1838         if (cpu != orig_cpu) {
1839                 set_task_cpu(p, cpu);
1840                 task_rq_unlock(rq, &flags);
1841                 /* might preempt at this point */
1842                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1843                 old_state = p->state;
1844                 if (!(old_state & state))
1845                         goto out;
1846                 if (p->se.on_rq)
1847                         goto out_running;
1848
1849                 this_cpu = smp_processor_id();
1850                 cpu = task_cpu(p);
1851         }
1852
1853 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1854         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1855         if (cpu == this_cpu)
1856                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1857         else {
1858                 struct sched_domain *sd;
1859                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1860                         if (cpu_isset(cpu, sd->span)) {
1861                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1862                                 break;
1863                         }
1864                 }
1865         }
1866 #endif
1867
1868 out_activate:
1869 #endif /* CONFIG_SMP */
1870         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
1871         if (sync)
1872                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
1873         if (orig_cpu != cpu)
1874                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
1875         if (cpu == this_cpu)
1876                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
1877         else
1878                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
1879         update_rq_clock(rq);
1880         activate_task(rq, p, 1);
1881         check_preempt_curr(rq, p);
1882         success = 1;
1883
1884 out_running:
1885         p->state = TASK_RUNNING;
1886 #ifdef CONFIG_SMP
1887         if (p->sched_class->task_wake_up)
1888                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
1889 #endif
1890 out:
1891         task_rq_unlock(rq, &flags);
1892
1893         return success;
1894 }
1895
1896 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1897 {
1898         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
1899 }
1900 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1901
1902 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1903 {
1904         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1905 }
1906
1907 /*
1908  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1909  * p is forked by current.
1910  *
1911  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1912  */
1913 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1914 {
1915         p->se.exec_start                = 0;
1916         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1917         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1918
1919 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1920         p->se.wait_start                = 0;
1921         p->se.sum_sleep_runtime         = 0;
1922         p->se.sleep_start               = 0;
1923         p->se.block_start               = 0;
1924         p->se.sleep_max                 = 0;
1925         p->se.block_max                 = 0;
1926         p->se.exec_max                  = 0;
1927         p->se.slice_max                 = 0;
1928         p->se.wait_max                  = 0;
1929 #endif
1930
1931         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1932         p->se.on_rq = 0;
1933
1934 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1935         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1936 #endif
1937
1938         /*
1939          * We mark the process as running here, but have not actually
1940          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
1941          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1942          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1943          */
1944         p->state = TASK_RUNNING;
1945 }
1946
1947 /*
1948  * fork()/clone()-time setup:
1949  */
1950 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
1951 {
1952         int cpu = get_cpu();
1953
1954         __sched_fork(p);
1955
1956 #ifdef CONFIG_SMP
1957         cpu = sched_balance_self(cpu, SD_BALANCE_FORK);
1958 #endif
1959         set_task_cpu(p, cpu);
1960
1961         /*
1962          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child:
1963          */
1964         p->prio = current->normal_prio;
1965         if (!rt_prio(p->prio))
1966                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1967
1968 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1969         if (likely(sched_info_on()))
1970                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1971 #endif
1972 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
1973         p->oncpu = 0;
1974 #endif
1975 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1976         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1977         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1978 #endif
1979         put_cpu();
1980 }
1981
1982 /*
1983  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1984  *
1985  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1986  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1987  * on the runqueue and wakes it.
1988  */
1989 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
1990 {
1991         unsigned long flags;
1992         struct rq *rq;
1993
1994         rq = task_rq_lock(p, &flags);
1995         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
1996         update_rq_clock(rq);
1997
1998         p->prio = effective_prio(p);
1999
2000         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2001                 activate_task(rq, p, 0);
2002         } else {
2003                 /*
2004                  * Let the scheduling class do new task startup
2005                  * management (if any):
2006                  */
2007                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2008                 inc_nr_running(rq);
2009         }
2010         check_preempt_curr(rq, p);
2011 #ifdef CONFIG_SMP
2012         if (p->sched_class->task_wake_up)
2013                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2014 #endif
2015         task_rq_unlock(rq, &flags);
2016 }
2017
2018 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2019
2020 /**
2021  * preempt_notifier_register - tell me when current is being being preempted & rescheduled
2022  * @notifier: notifier struct to register
2023  */
2024 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2025 {
2026         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2027 }
2028 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2029
2030 /**
2031  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2032  * @notifier: notifier struct to unregister
2033  *
2034  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2035  */
2036 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2037 {
2038         hlist_del(&notifier->link);
2039 }
2040 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2041
2042 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2043 {
2044         struct preempt_notifier *notifier;
2045         struct hlist_node *node;
2046
2047         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2048                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2049 }
2050
2051 static void
2052 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2053                                  struct task_struct *next)
2054 {
2055         struct preempt_notifier *notifier;
2056         struct hlist_node *node;
2057
2058         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2059                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2060 }
2061
2062 #else
2063
2064 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2065 {
2066 }
2067
2068 static void
2069 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2070                                  struct task_struct *next)
2071 {
2072 }
2073
2074 #endif
2075
2076 /**
2077  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2078  * @rq: the runqueue preparing to switch
2079  * @prev: the current task that is being switched out
2080  * @next: the task we are going to switch to.
2081  *
2082  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2083  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2084  * switch.
2085  *
2086  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2087  * hooks.
2088  */
2089 static inline void
2090 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2091                     struct task_struct *next)
2092 {
2093         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2094         prepare_lock_switch(rq, next);
2095         prepare_arch_switch(next);
2096 }
2097
2098 /**
2099  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2100  * @rq: runqueue associated with task-switch
2101  * @prev: the thread we just switched away from.
2102  *
2103  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2104  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2105  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2106  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2107  *
2108  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2109  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2110  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2111  * details.)
2112  */
2113 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2114         __releases(rq->lock)
2115 {
2116         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2117         long prev_state;
2118
2119         rq->prev_mm = NULL;
2120
2121         /*
2122          * A task struct has one reference for the use as "current".
2123          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2124          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2125          * the scheduled task must drop that reference.
2126          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2127          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2128          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2129          * be dropped twice.
2130          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2131          */
2132         prev_state = prev->state;
2133         finish_arch_switch(prev);
2134         finish_lock_switch(rq, prev);
2135 #ifdef CONFIG_SMP
2136         if (current->sched_class->post_schedule)
2137                 current->sched_class->post_schedule(rq);
2138 #endif
2139
2140         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2141         if (mm)
2142                 mmdrop(mm);
2143         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2144                 /*
2145                  * Remove function-return probe instances associated with this
2146                  * task and put them back on the free list.
2147                  */
2148                 kprobe_flush_task(prev);
2149                 put_task_struct(prev);
2150         }
2151 }
2152
2153 /**
2154  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2155  * @prev: the thread we just switched away from.
2156  */
2157 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2158         __releases(rq->lock)
2159 {
2160         struct rq *rq = this_rq();
2161
2162         finish_task_switch(rq, prev);
2163 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2164         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2165         preempt_enable();
2166 #endif
2167         if (current->set_child_tid)
2168                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2169 }
2170
2171 /*
2172  * context_switch - switch to the new MM and the new
2173  * thread's register state.
2174  */
2175 static inline void
2176 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2177                struct task_struct *next)
2178 {
2179         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2180
2181         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2182         mm = next->mm;
2183         oldmm = prev->active_mm;
2184         /*
2185          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2186          * combine the page table reload and the switch backend into
2187          * one hypercall.
2188          */
2189         arch_enter_lazy_cpu_mode();
2190
2191         if (unlikely(!mm)) {
2192                 next->active_mm = oldmm;
2193                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2194                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2195         } else
2196                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2197
2198         if (unlikely(!prev->mm)) {
2199                 prev->active_mm = NULL;
2200                 rq->prev_mm = oldmm;
2201         }
2202         /*
2203          * Since the runqueue lock will be released by the next
2204          * task (which is an invalid locking op but in the case
2205          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2206          * do an early lockdep release here:
2207          */
2208 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2209         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2210 #endif
2211
2212         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2213         switch_to(prev, next, prev);
2214
2215         barrier();
2216         /*
2217          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2218          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2219          * frame will be invalid.
2220          */
2221         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2222 }
2223
2224 /*
2225  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2226  *
2227  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2228  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2229  * number of context switches performed since bootup.
2230  */
2231 unsigned long nr_running(void)
2232 {
2233         unsigned long i, sum = 0;
2234
2235         for_each_online_cpu(i)
2236                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2237
2238         return sum;
2239 }
2240
2241 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2242 {
2243         unsigned long i, sum = 0;
2244
2245         for_each_possible_cpu(i)
2246                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2247
2248         /*
2249          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2250          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2251          */
2252         if (unlikely((long)sum < 0))
2253                 sum = 0;
2254
2255         return sum;
2256 }
2257
2258 unsigned long long nr_context_switches(void)
2259 {
2260         int i;
2261         unsigned long long sum = 0;
2262
2263         for_each_possible_cpu(i)
2264                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2265
2266         return sum;
2267 }
2268
2269 unsigned long nr_iowait(void)
2270 {
2271         unsigned long i, sum = 0;
2272
2273         for_each_possible_cpu(i)
2274                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2275
2276         return sum;
2277 }
2278
2279 unsigned long nr_active(void)
2280 {
2281         unsigned long i, running = 0, uninterruptible = 0;
2282
2283         for_each_online_cpu(i) {
2284                 running += cpu_rq(i)->nr_running;
2285                 uninterruptible += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2286         }
2287
2288         if (unlikely((long)uninterruptible < 0))
2289                 uninterruptible = 0;
2290
2291         return running + uninterruptible;
2292 }
2293
2294 /*
2295  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2296  * scheduler tick (TICK_NSEC).
2297  */
2298 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
2299 {
2300         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
2301         int i, scale;
2302
2303         this_rq->nr_load_updates++;
2304
2305         /* Update our load: */
2306         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2307                 unsigned long old_load, new_load;
2308
2309                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2310
2311                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2312                 new_load = this_load;
2313                 /*
2314                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2315                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2316                  * example.
2317                  */
2318                 if (new_load > old_load)
2319                         new_load += scale-1;
2320                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
2321         }
2322 }
2323
2324 #ifdef CONFIG_SMP
2325
2326 /*
2327  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2328  *
2329  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2330  * you need to do so manually before calling.
2331  */
2332 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2333         __acquires(rq1->lock)
2334         __acquires(rq2->lock)
2335 {
2336         BUG_ON(!irqs_disabled());
2337         if (rq1 == rq2) {
2338                 spin_lock(&rq1->lock);
2339                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2340         } else {
2341                 if (rq1 < rq2) {
2342                         spin_lock(&rq1->lock);
2343                         spin_lock(&rq2->lock);
2344                 } else {
2345                         spin_lock(&rq2->lock);
2346                         spin_lock(&rq1->lock);
2347                 }
2348         }
2349         update_rq_clock(rq1);
2350         update_rq_clock(rq2);
2351 }
2352
2353 /*
2354  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2355  *
2356  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2357  * you need to do so manually after calling.
2358  */
2359 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2360         __releases(rq1->lock)
2361         __releases(rq2->lock)
2362 {
2363         spin_unlock(&rq1->lock);
2364         if (rq1 != rq2)
2365                 spin_unlock(&rq2->lock);
2366         else
2367                 __release(rq2->lock);
2368 }
2369
2370 /*
2371  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
2372  */
2373 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2374         __releases(this_rq->lock)
2375         __acquires(busiest->lock)
2376         __acquires(this_rq->lock)
2377 {
2378         int ret = 0;
2379
2380         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
2381                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
2382                 spin_unlock(&this_rq->lock);
2383                 BUG_ON(1);
2384         }
2385         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
2386                 if (busiest < this_rq) {
2387                         spin_unlock(&this_rq->lock);
2388                         spin_lock(&busiest->lock);
2389                         spin_lock(&this_rq->lock);
2390                         ret = 1;
2391                 } else
2392                         spin_lock(&busiest->lock);
2393         }
2394         return ret;
2395 }
2396
2397 /*
2398  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
2399  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
2400  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
2401  * the cpu_allowed mask is restored.
2402  */
2403 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
2404 {
2405         struct migration_req req;
2406         unsigned long flags;
2407         struct rq *rq;
2408
2409         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2410         if (!cpu_isset(dest_cpu, p->cpus_allowed)
2411             || unlikely(cpu_is_offline(dest_cpu)))
2412                 goto out;
2413
2414         /* force the process onto the specified CPU */
2415         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
2416                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
2417                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
2418
2419                 get_task_struct(mt);
2420                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2421                 wake_up_process(mt);
2422                 put_task_struct(mt);
2423                 wait_for_completion(&req.done);
2424
2425                 return;
2426         }
2427 out:
2428         task_rq_unlock(rq, &flags);
2429 }
2430
2431 /*
2432  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2433  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2434  */
2435 void sched_exec(void)
2436 {
2437         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
2438         new_cpu = sched_balance_self(this_cpu, SD_BALANCE_EXEC);
2439         put_cpu();
2440         if (new_cpu != this_cpu)
2441                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
2442 }
2443
2444 /*
2445  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
2446  * Both runqueues must be locked.
2447  */
2448 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
2449                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
2450 {
2451         deactivate_task(src_rq, p, 0);
2452         set_task_cpu(p, this_cpu);
2453         activate_task(this_rq, p, 0);
2454         /*
2455          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
2456          * to be always true for them.
2457          */
2458         check_preempt_curr(this_rq, p);
2459 }
2460
2461 /*
2462  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
2463  */
2464 static
2465 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
2466                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2467                      int *all_pinned)
2468 {
2469         /*
2470          * We do not migrate tasks that are:
2471          * 1) running (obviously), or
2472          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
2473          * 3) are cache-hot on their current CPU.
2474          */
2475         if (!cpu_isset(this_cpu, p->cpus_allowed)) {
2476                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
2477                 return 0;
2478         }
2479         *all_pinned = 0;
2480
2481         if (task_running(rq, p)) {
2482                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
2483                 return 0;
2484         }
2485
2486         /*
2487          * Aggressive migration if:
2488          * 1) task is cache cold, or
2489          * 2) too many balance attempts have failed.
2490          */
2491
2492         if (!task_hot(p, rq->clock, sd) ||
2493                         sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
2494 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2495                 if (task_hot(p, rq->clock, sd)) {
2496                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
2497                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
2498                 }
2499 #endif
2500                 return 1;
2501         }
2502
2503         if (task_hot(p, rq->clock, sd)) {
2504                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
2505                 return 0;
2506         }
2507         return 1;
2508 }
2509
2510 static unsigned long
2511 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2512               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
2513               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
2514               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
2515 {
2516         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0, skip_for_load;
2517         struct task_struct *p;
2518         long rem_load_move = max_load_move;
2519
2520         if (max_load_move == 0)
2521                 goto out;
2522
2523         pinned = 1;
2524
2525         /*
2526          * Start the load-balancing iterator:
2527          */
2528         p = iterator->start(iterator->arg);
2529 next:
2530         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
2531                 goto out;
2532         /*
2533          * To help distribute high priority tasks across CPUs we don't
2534          * skip a task if it will be the highest priority task (i.e. smallest
2535          * prio value) on its new queue regardless of its load weight
2536          */
2537         skip_for_load = (p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move +
2538                                                          SCHED_LOAD_SCALE_FUZZ;
2539         if ((skip_for_load && p->prio >= *this_best_prio) ||
2540             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
2541                 p = iterator->next(iterator->arg);
2542                 goto next;
2543         }
2544
2545         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2546         pulled++;
2547         rem_load_move -= p->se.load.weight;
2548
2549         /*
2550          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
2551          */
2552         if (rem_load_move > 0) {
2553                 if (p->prio < *this_best_prio)
2554                         *this_best_prio = p->prio;
2555                 p = iterator->next(iterator->arg);
2556                 goto next;
2557         }
2558 out:
2559         /*
2560          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
2561          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
2562          * inside pull_task().
2563          */
2564         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
2565
2566         if (all_pinned)
2567                 *all_pinned = pinned;
2568
2569         return max_load_move - rem_load_move;
2570 }
2571
2572 /*
2573  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
2574  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
2575  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
2576  *
2577  * Called with both runqueues locked.
2578  */
2579 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2580                       unsigned long max_load_move,
2581                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2582                       int *all_pinned)
2583 {
2584         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
2585         unsigned long total_load_moved = 0;
2586         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
2587
2588         do {
2589                 total_load_moved +=
2590                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
2591                                 max_load_move - total_load_moved,
2592                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
2593                 class = class->next;
2594         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
2595
2596         return total_load_moved > 0;
2597 }
2598
2599 static int
2600 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2601                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2602                    struct rq_iterator *iterator)
2603 {
2604         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
2605         int pinned = 0;
2606
2607         while (p) {
2608                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
2609                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2610                         /*
2611                          * Right now, this is only the second place pull_task()
2612                          * is called, so we can safely collect pull_task()
2613                          * stats here rather than inside pull_task().
2614                          */
2615                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
2616
2617                         return 1;
2618                 }
2619                 p = iterator->next(iterator->arg);
2620         }
2621
2622         return 0;
2623 }
2624
2625 /*
2626  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
2627  * part of active balancing operations within "domain".
2628  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
2629  *
2630  * Called with both runqueues locked.
2631  */
2632 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2633                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
2634 {
2635         const struct sched_class *class;
2636
2637         for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
2638                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
2639                         return 1;
2640
2641         return 0;
2642 }
2643
2644 /*
2645  * find_busiest_group finds and returns the busiest CPU group within the
2646  * domain. It calculates and returns the amount of weighted load which
2647  * should be moved to restore balance via the imbalance parameter.
2648  */
2649 static struct sched_group *
2650 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2651                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
2652                    int *sd_idle, cpumask_t *cpus, int *balance)
2653 {
2654         struct sched_group *busiest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
2655         unsigned long max_load, avg_load, total_load, this_load, total_pwr;
2656         unsigned long max_pull;
2657         unsigned long busiest_load_per_task, busiest_nr_running;
2658         unsigned long this_load_per_task, this_nr_running;
2659         int load_idx, group_imb = 0;
2660 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2661         int power_savings_balance = 1;
2662         unsigned long leader_nr_running = 0, min_load_per_task = 0;
2663         unsigned long min_nr_running = ULONG_MAX;
2664         struct sched_group *group_min = NULL, *group_leader = NULL;
2665 #endif
2666
2667         max_load = this_load = total_load = total_pwr = 0;
2668         busiest_load_per_task = busiest_nr_running = 0;
2669         this_load_per_task = this_nr_running = 0;
2670         if (idle == CPU_NOT_IDLE)
2671                 load_idx = sd->busy_idx;
2672         else if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
2673                 load_idx = sd->newidle_idx;
2674         else
2675                 load_idx = sd->idle_idx;
2676
2677         do {
2678                 unsigned long load, group_capacity, max_cpu_load, min_cpu_load;
2679                 int local_group;
2680                 int i;
2681                 int __group_imb = 0;
2682                 unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
2683                 unsigned long sum_nr_running, sum_weighted_load;
2684
2685                 local_group = cpu_isset(this_cpu, group->cpumask);
2686
2687                 if (local_group)
2688                         balance_cpu = first_cpu(group->cpumask);
2689
2690                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2691                 sum_weighted_load = sum_nr_running = avg_load = 0;
2692                 max_cpu_load = 0;
2693                 min_cpu_load = ~0UL;
2694
2695                 for_each_cpu_mask(i, group->cpumask) {
2696                         struct rq *rq;
2697
2698                         if (!cpu_isset(i, *cpus))
2699                                 continue;
2700
2701                         rq = cpu_rq(i);
2702
2703                         if (*sd_idle && rq->nr_running)
2704                                 *sd_idle = 0;
2705
2706                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2707                         if (local_group) {
2708                                 if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
2709                                         first_idle_cpu = 1;
2710                                         balance_cpu = i;
2711                                 }
2712
2713                                 load = target_load(i, load_idx);
2714                         } else {
2715                                 load = source_load(i, load_idx);
2716                                 if (load > max_cpu_load)
2717                                         max_cpu_load = load;
2718                                 if (min_cpu_load > load)
2719                                         min_cpu_load = load;
2720                         }
2721
2722                         avg_load += load;
2723                         sum_nr_running += rq->nr_running;
2724                         sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
2725                 }
2726
2727                 /*
2728                  * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
2729                  * is eligible for doing load balancing at this and above
2730                  * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
2731                  * to do the newly idle load balance.
2732                  */
2733                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
2734                     balance_cpu != this_cpu && balance) {
2735                         *balance = 0;
2736                         goto ret;
2737                 }
2738
2739                 total_load += avg_load;
2740                 total_pwr += group->__cpu_power;
2741
2742                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2743                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
2744                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
2745
2746                 if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > SCHED_LOAD_SCALE)
2747                         __group_imb = 1;
2748
2749                 group_capacity = group->__cpu_power / SCHED_LOAD_SCALE;
2750
2751                 if (local_group) {
2752                         this_load = avg_load;
2753                         this = group;
2754                         this_nr_running = sum_nr_running;
2755                         this_load_per_task = sum_weighted_load;
2756                 } else if (avg_load > max_load &&
2757                            (sum_nr_running > group_capacity || __group_imb)) {
2758                         max_load = avg_load;
2759                         busiest = group;
2760                         busiest_nr_running = sum_nr_running;
2761                         busiest_load_per_task = sum_weighted_load;
2762                         group_imb = __group_imb;
2763                 }
2764
2765 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2766                 /*
2767                  * Busy processors will not participate in power savings
2768                  * balance.
2769                  */
2770                 if (idle == CPU_NOT_IDLE ||
2771                                 !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2772                         goto group_next;
2773
2774                 /*
2775                  * If the local group is idle or completely loaded
2776                  * no need to do power savings balance at this domain
2777                  */
2778                 if (local_group && (this_nr_running >= group_capacity ||
2779                                     !this_nr_running))
2780                         power_savings_balance = 0;
2781
2782                 /*
2783                  * If a group is already running at full capacity or idle,
2784                  * don't include that group in power savings calculations
2785                  */
2786                 if (!power_savings_balance || sum_nr_running >= group_capacity
2787                     || !sum_nr_running)
2788                         goto group_next;
2789
2790                 /*
2791                  * Calculate the group which has the least non-idle load.
2792                  * This is the group from where we need to pick up the load
2793                  * for saving power
2794                  */
2795                 if ((sum_nr_running < min_nr_running) ||
2796                     (sum_nr_running == min_nr_running &&
2797                      first_cpu(group->cpumask) <
2798                      first_cpu(group_min->cpumask))) {
2799                         group_min = group;
2800                         min_nr_running = sum_nr_running;
2801                         min_load_per_task = sum_weighted_load /
2802                                                 sum_nr_running;
2803                 }
2804
2805                 /*
2806                  * Calculate the group which is almost near its
2807                  * capacity but still has some space to pick up some load
2808                  * from other group and save more power
2809                  */
2810                 if (sum_nr_running <= group_capacity - 1) {
2811                         if (sum_nr_running > leader_nr_running ||
2812                             (sum_nr_running == leader_nr_running &&
2813                              first_cpu(group->cpumask) >
2814                               first_cpu(group_leader->cpumask))) {
2815                                 group_leader = group;
2816                                 leader_nr_running = sum_nr_running;
2817                         }
2818                 }
2819 group_next:
2820 #endif
2821                 group = group->next;
2822         } while (group != sd->groups);
2823
2824         if (!busiest || this_load >= max_load || busiest_nr_running == 0)
2825                 goto out_balanced;
2826
2827         avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * total_load) / total_pwr;
2828
2829         if (this_load >= avg_load ||
2830                         100*max_load <= sd->imbalance_pct*this_load)
2831                 goto out_balanced;
2832
2833         busiest_load_per_task /= busiest_nr_running;
2834         if (group_imb)
2835                 busiest_load_per_task = min(busiest_load_per_task, avg_load);
2836
2837         /*
2838          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
2839          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
2840          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
2841          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
2842          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
2843          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
2844          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
2845          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
2846          * appear as very large values with unsigned longs.
2847          */
2848         if (max_load <= busiest_load_per_task)
2849                 goto out_balanced;
2850
2851         /*
2852          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
2853          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
2854          * its cpu_power, while calculating max_load..)
2855          */
2856         if (max_load < avg_load) {
2857                 *imbalance = 0;
2858                 goto small_imbalance;
2859         }
2860
2861         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
2862         max_pull = min(max_load - avg_load, max_load - busiest_load_per_task);
2863
2864         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
2865         *imbalance = min(max_pull * busiest->__cpu_power,
2866                                 (avg_load - this_load) * this->__cpu_power)
2867                         / SCHED_LOAD_SCALE;
2868
2869         /*
2870          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
2871          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
2872          * a think about bumping its value to force at least one task to be
2873          * moved
2874          */
2875         if (*imbalance < busiest_load_per_task) {
2876                 unsigned long tmp, pwr_now, pwr_move;
2877                 unsigned int imbn;
2878
2879 small_imbalance:
2880                 pwr_move = pwr_now = 0;
2881                 imbn = 2;
2882                 if (this_nr_running) {
2883                         this_load_per_task /= this_nr_running;
2884                         if (busiest_load_per_task > this_load_per_task)
2885                                 imbn = 1;
2886                 } else
2887                         this_load_per_task = SCHED_LOAD_SCALE;
2888
2889                 if (max_load - this_load + SCHED_LOAD_SCALE_FUZZ >=
2890                                         busiest_load_per_task * imbn) {
2891                         *imbalance = busiest_load_per_task;
2892                         return busiest;
2893                 }
2894
2895                 /*
2896                  * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
2897                  * however we may be able to increase total CPU power used by
2898                  * moving them.
2899                  */
2900
2901                 pwr_now += busiest->__cpu_power *
2902                                 min(busiest_load_per_task, max_load);
2903                 pwr_now += this->__cpu_power *
2904                                 min(this_load_per_task, this_load);
2905                 pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
2906
2907                 /* Amount of load we'd subtract */
2908                 tmp = sg_div_cpu_power(busiest,
2909                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
2910                 if (max_load > tmp)
2911                         pwr_move += busiest->__cpu_power *
2912                                 min(busiest_load_per_task, max_load - tmp);
2913
2914                 /* Amount of load we'd add */
2915                 if (max_load * busiest->__cpu_power <
2916                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
2917                         tmp = sg_div_cpu_power(this,
2918                                         max_load * busiest->__cpu_power);
2919                 else
2920                         tmp = sg_div_cpu_power(this,
2921                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
2922                 pwr_move += this->__cpu_power *
2923                                 min(this_load_per_task, this_load + tmp);
2924                 pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
2925
2926                 /* Move if we gain throughput */
2927                 if (pwr_move > pwr_now)
2928                         *imbalance = busiest_load_per_task;
2929         }
2930
2931         return busiest;
2932
2933 out_balanced:
2934 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2935         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2936                 goto ret;
2937
2938         if (this == group_leader && group_leader != group_min) {
2939                 *imbalance = min_load_per_task;
2940                 return group_min;
2941         }
2942 #endif
2943 ret:
2944         *imbalance = 0;
2945         return NULL;
2946 }
2947
2948 /*
2949  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
2950  */
2951 static struct rq *
2952 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
2953                    unsigned long imbalance, cpumask_t *cpus)
2954 {
2955         struct rq *busiest = NULL, *rq;
2956         unsigned long max_load = 0;
2957         int i;
2958
2959         for_each_cpu_mask(i, group->cpumask) {
2960                 unsigned long wl;
2961
2962                 if (!cpu_isset(i, *cpus))
2963                         continue;
2964
2965                 rq = cpu_rq(i);
2966                 wl = weighted_cpuload(i);
2967
2968                 if (rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
2969                         continue;
2970
2971                 if (wl > max_load) {
2972                         max_load = wl;
2973                         busiest = rq;
2974                 }
2975         }
2976
2977         return busiest;
2978 }
2979
2980 /*
2981  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
2982  * so long as it is large enough.
2983  */
2984 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
2985
2986 /*
2987  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
2988  * tasks if there is an imbalance.
2989  */
2990 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
2991                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2992                         int *balance)
2993 {
2994         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
2995         struct sched_group *group;
2996         unsigned long imbalance;
2997         struct rq *busiest;
2998         cpumask_t cpus = CPU_MASK_ALL;
2999         unsigned long flags;
3000
3001         /*
3002          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3003          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3004          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
3005          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3006          */
3007         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3008             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3009                 sd_idle = 1;
3010
3011         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
3012
3013 redo:
3014         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
3015                                    &cpus, balance);
3016
3017         if (*balance == 0)
3018                 goto out_balanced;
3019
3020         if (!group) {
3021                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
3022                 goto out_balanced;
3023         }
3024
3025         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, &cpus);
3026         if (!busiest) {
3027                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
3028                 goto out_balanced;
3029         }
3030
3031         BUG_ON(busiest == this_rq);
3032
3033         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
3034
3035         ld_moved = 0;
3036         if (busiest->nr_running > 1) {
3037                 /*
3038                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
3039                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
3040                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
3041                  * correctly treated as an imbalance.
3042                  */
3043                 local_irq_save(flags);
3044                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
3045                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3046                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
3047                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
3048                 local_irq_restore(flags);
3049
3050                 /*
3051                  * some other cpu did the load balance for us.
3052                  */
3053                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
3054                         resched_cpu(this_cpu);
3055
3056                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
3057                 if (unlikely(all_pinned)) {
3058                         cpu_clear(cpu_of(busiest), cpus);
3059                         if (!cpus_empty(cpus))
3060                                 goto redo;
3061                         goto out_balanced;
3062                 }
3063         }
3064
3065         if (!ld_moved) {
3066                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
3067                 sd->nr_balance_failed++;
3068
3069                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
3070
3071                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
3072
3073                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
3074                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
3075                          */
3076                         if (!cpu_isset(this_cpu, busiest->curr->cpus_allowed)) {
3077                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3078                                 all_pinned = 1;
3079                                 goto out_one_pinned;
3080                         }
3081
3082                         if (!busiest->active_balance) {
3083                                 busiest->active_balance = 1;
3084                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
3085                                 active_balance = 1;
3086                         }
3087                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3088                         if (active_balance)
3089                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
3090
3091                         /*
3092                          * We've kicked active balancing, reset the failure
3093                          * counter.
3094                          */
3095                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
3096                 }
3097         } else
3098                 sd->nr_balance_failed = 0;
3099
3100         if (likely(!active_balance)) {
3101                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
3102                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
3103         } else {
3104                 /*
3105                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
3106                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
3107                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3108                  * move_tasks).
3109                  */
3110                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3111                         sd->balance_interval *= 2;
3112         }
3113
3114         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3115             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3116                 return -1;
3117         return ld_moved;
3118
3119 out_balanced:
3120         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3121
3122         sd->nr_balance_failed = 0;
3123
3124 out_one_pinned:
3125         /* tune up the balancing interval */
3126         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3127                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3128                 sd->balance_interval *= 2;
3129
3130         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3131             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3132                 return -1;
3133         return 0;
3134 }
3135
3136 /*
3137  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3138  * tasks if there is an imbalance.
3139  *
3140  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
3141  * this_rq is locked.
3142  */
3143 static int
3144 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
3145 {
3146         struct sched_group *group;
3147         struct rq *busiest = NULL;
3148         unsigned long imbalance;
3149         int ld_moved = 0;
3150         int sd_idle = 0;
3151         int all_pinned = 0;
3152         cpumask_t cpus = CPU_MASK_ALL;
3153
3154         /*
3155          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3156          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3157          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
3158          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3159          */
3160         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3161             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3162                 sd_idle = 1;
3163
3164         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
3165 redo:
3166         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
3167                                    &sd_idle, &cpus, NULL);
3168         if (!group) {
3169                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
3170                 goto out_balanced;
3171         }
3172
3173         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance,
3174                                 &cpus);
3175         if (!busiest) {
3176                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
3177                 goto out_balanced;
3178         }
3179
3180         BUG_ON(busiest == this_rq);
3181
3182         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
3183
3184         ld_moved = 0;
3185         if (busiest->nr_running > 1) {
3186                 /* Attempt to move tasks */
3187                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
3188                 /* this_rq->clock is already updated */
3189                 update_rq_clock(busiest);
3190                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3191                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
3192                                         &all_pinned);
3193                 spin_unlock(&busiest->lock);
3194
3195                 if (unlikely(all_pinned)) {
3196                         cpu_clear(cpu_of(busiest), cpus);
3197                         if (!cpus_empty(cpus))
3198                                 goto redo;
3199                 }
3200         }
3201
3202         if (!ld_moved) {
3203                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
3204                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3205                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3206                         return -1;
3207         } else
3208                 sd->nr_balance_failed = 0;
3209
3210         return ld_moved;
3211
3212 out_balanced:
3213         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
3214         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3215             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3216                 return -1;
3217         sd->nr_balance_failed = 0;
3218
3219         return 0;
3220 }
3221
3222 /*
3223  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
3224  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
3225  */
3226 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
3227 {
3228         struct sched_domain *sd;
3229         int pulled_task = -1;
3230         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
3231
3232         for_each_domain(this_cpu, sd) {
3233                 unsigned long interval;
3234
3235                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3236                         continue;
3237
3238                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
3239                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
3240                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu,
3241                                                                 this_rq, sd);
3242
3243                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
3244                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
3245                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3246                 if (pulled_task)
3247                         break;
3248         }
3249         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
3250                 /*
3251                  * We are going idle. next_balance may be set based on
3252                  * a busy processor. So reset next_balance.
3253                  */
3254                 this_rq->next_balance = next_balance;
3255         }
3256 }
3257
3258 /*
3259  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
3260  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
3261  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
3262  * logical imbalances.
3263  *
3264  * Called with busiest_rq locked.
3265  */
3266 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
3267 {
3268         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
3269         struct sched_domain *sd;
3270         struct rq *target_rq;
3271
3272         /* Is there any task to move? */
3273         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
3274                 return;
3275
3276         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
3277
3278         /*
3279          * This condition is "impossible", if it occurs
3280          * we need to fix it. Originally reported by
3281          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
3282          */
3283         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
3284
3285         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
3286         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
3287         update_rq_clock(busiest_rq);
3288         update_rq_clock(target_rq);
3289
3290         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
3291         for_each_domain(target_cpu, sd) {
3292                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
3293                     cpu_isset(busiest_cpu, sd->span))
3294                                 break;
3295         }
3296
3297         if (likely(sd)) {
3298                 schedstat_inc(sd, alb_count);
3299
3300                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
3301                                   sd, CPU_IDLE))
3302                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
3303                 else
3304                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
3305         }
3306         spin_unlock(&target_rq->lock);
3307 }
3308
3309 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3310 static struct {
3311         atomic_t load_balancer;
3312         cpumask_t cpu_mask;
3313 } nohz ____cacheline_aligned = {
3314         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
3315         .cpu_mask = CPU_MASK_NONE,
3316 };
3317
3318 /*
3319  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
3320  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
3321  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
3322  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
3323  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
3324  * arrives...
3325  *
3326  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
3327  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
3328  * nohz.cpu_mask..
3329  *
3330  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
3331  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
3332  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
3333  * there is no need for ilb owner.
3334  *
3335  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
3336  * next busy scheduler_tick()
3337  */
3338 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
3339 {
3340         int cpu = smp_processor_id();
3341
3342         if (stop_tick) {
3343                 cpu_set(cpu, nohz.cpu_mask);
3344                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
3345
3346                 /*
3347                  * If we are going offline and still the leader, give up!
3348                  */
3349                 if (cpu_is_offline(cpu) &&
3350                     atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
3351                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3352                                 BUG();
3353                         return 0;
3354                 }
3355
3356                 /* time for ilb owner also to sleep */
3357                 if (cpus_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
3358                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3359                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3360                         return 0;
3361                 }
3362
3363                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
3364                         /* make me the ilb owner */
3365                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
3366                                 return 1;
3367                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3368                         return 1;
3369         } else {
3370                 if (!cpu_isset(cpu, nohz.cpu_mask))
3371                         return 0;
3372
3373                 cpu_clear(cpu, nohz.cpu_mask);
3374
3375                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3376                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3377                                 BUG();
3378         }
3379         return 0;
3380 }
3381 #endif
3382
3383 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
3384
3385 /*
3386  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
3387  * and initiates a balancing operation if so.
3388  *
3389  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
3390  */
3391 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
3392 {
3393         int balance = 1;
3394         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3395         unsigned long interval;
3396         struct sched_domain *sd;
3397         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
3398         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
3399         int update_next_balance = 0;
3400
3401         for_each_domain(cpu, sd) {
3402                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3403                         continue;
3404
3405                 interval = sd->balance_interval;
3406                 if (idle != CPU_IDLE)
3407                         interval *= sd->busy_factor;
3408
3409                 /* scale ms to jiffies */
3410                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
3411                 if (unlikely(!interval))
3412                         interval = 1;
3413                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
3414                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
3415
3416
3417                 if (sd->flags & SD_SERIALIZE) {
3418                         if (!spin_trylock(&balancing))
3419                                 goto out;
3420                 }
3421
3422                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
3423                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
3424                                 /*
3425                                  * We've pulled tasks over so either we're no
3426                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
3427                                  * not idle.
3428                                  */
3429                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
3430                         }
3431                         sd->last_balance = jiffies;
3432                 }
3433                 if (sd->flags & SD_SERIALIZE)
3434                         spin_unlock(&balancing);
3435 out:
3436                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
3437                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3438                         update_next_balance = 1;
3439                 }
3440
3441                 /*
3442                  * Stop the load balance at this level. There is another
3443                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
3444                  * actively.
3445                  */
3446                 if (!balance)
3447                         break;
3448         }
3449
3450         /*
3451          * next_balance will be updated only when there is a need.
3452          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
3453          * updated.
3454          */
3455         if (likely(update_next_balance))
3456                 rq->next_balance = next_balance;
3457 }
3458
3459 /*
3460  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
3461  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
3462  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
3463  */
3464 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
3465 {
3466         int this_cpu = smp_processor_id();
3467         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3468         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
3469                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
3470
3471         rebalance_domains(this_cpu, idle);
3472
3473 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3474         /*
3475          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
3476          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
3477          * stopped.
3478          */
3479         if (this_rq->idle_at_tick &&
3480             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
3481                 cpumask_t cpus = nohz.cpu_mask;
3482                 struct rq *rq;
3483                 int balance_cpu;
3484
3485                 cpu_clear(this_cpu, cpus);
3486                 for_each_cpu_mask(balance_cpu, cpus) {
3487                         /*
3488                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
3489                          * work being done for other cpus. Next load
3490                          * balancing owner will pick it up.
3491                          */
3492                         if (need_resched())
3493                                 break;
3494
3495                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
3496
3497                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
3498                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
3499                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
3500                 }
3501         }
3502 #endif
3503 }
3504
3505 /*
3506  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
3507  *
3508  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
3509  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
3510  * if the whole system is idle.
3511  */
3512 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
3513 {
3514 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3515         /*
3516          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
3517          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
3518          * load balancer.
3519          */
3520         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
3521                 rq->in_nohz_recently = 0;
3522
3523                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
3524                         cpu_clear(cpu, nohz.cpu_mask);
3525                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3526                 }
3527
3528                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
3529                         /*
3530                          * simple selection for now: Nominate the
3531                          * first cpu in the nohz list to be the next
3532                          * ilb owner.
3533                          *
3534                          * TBD: Traverse the sched domains and nominate
3535                          * the nearest cpu in the nohz.cpu_mask.
3536                          */
3537                         int ilb = first_cpu(nohz.cpu_mask);
3538
3539                         if (ilb != NR_CPUS)
3540                                 resched_cpu(ilb);
3541                 }
3542         }
3543
3544         /*
3545          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
3546          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
3547          */
3548         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
3549             cpus_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
3550                 resched_cpu(cpu);
3551                 return;
3552         }
3553
3554         /*
3555          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
3556          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
3557          */
3558         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
3559             cpu_isset(cpu, nohz.cpu_mask))
3560                 return;
3561 #endif
3562         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
3563                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
3564 }
3565
3566 #else   /* CONFIG_SMP */
3567
3568 /*
3569  * on UP we do not need to balance between CPUs:
3570  */
3571 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
3572 {
3573 }
3574
3575 #endif
3576
3577 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3578
3579 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3580
3581 /*
3582  * Return p->sum_exec_runtime plus any more ns on the sched_clock
3583  * that have not yet been banked in case the task is currently running.
3584  */
3585 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3586 {
3587         unsigned long flags;
3588         u64 ns, delta_exec;
3589         struct rq *rq;
3590
3591         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3592         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3593         if (task_current(rq, p)) {
3594                 update_rq_clock(rq);
3595                 delta_exec = rq->clock - p->se.exec_start;
3596                 if ((s64)delta_exec > 0)
3597                         ns += delta_exec;
3598         }
3599         task_rq_unlock(rq, &flags);
3600
3601         return ns;
3602 }
3603
3604 /*
3605  * Account user cpu time to a process.
3606  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3607  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
3608  */
3609 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
3610 {
3611         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3612         cputime64_t tmp;
3613
3614         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
3615
3616         /* Add user time to cpustat. */
3617         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3618         if (TASK_NICE(p) > 0)
3619                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
3620         else
3621                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
3622 }
3623
3624 /*
3625  * Account guest cpu time to a process.
3626  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3627  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
3628  */
3629 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
3630 {
3631         cputime64_t tmp;
3632         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3633
3634         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3635
3636         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
3637         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
3638
3639         cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
3640         cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
3641 }
3642
3643 /*
3644  * Account scaled user cpu time to a process.
3645  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3646  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
3647  */
3648 void account_user_time_scaled(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
3649 {
3650         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime);
3651 }
3652
3653 /*
3654  * Account system cpu time to a process.
3655  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3656  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
3657  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
3658  */
3659 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
3660                          cputime_t cputime)
3661 {
3662         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3663         struct rq *rq = this_rq();
3664         cputime64_t tmp;
3665
3666         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0))
3667                 return account_guest_time(p, cputime);
3668
3669         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
3670
3671         /* Add system time to cpustat. */
3672         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3673         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
3674                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
3675         else if (softirq_count())
3676                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
3677         else if (p != rq->idle)
3678                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
3679         else if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
3680                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, tmp);
3681         else
3682                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, tmp);
3683         /* Account for system time used */
3684         acct_update_integrals(p);
3685 }
3686
3687 /*
3688  * Account scaled system cpu time to a process.
3689  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3690  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
3691  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
3692  */
3693 void account_system_time_scaled(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
3694 {
3695         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime);
3696 }
3697
3698 /*
3699  * Account for involuntary wait time.
3700  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
3701  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
3702  */
3703 void account_steal_time(struct task_struct *p, cputime_t steal)
3704 {
3705         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3706         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(steal);
3707         struct rq *rq = this_rq();
3708
3709         if (p == rq->idle) {
3710                 p->stime = cputime_add(p->stime, steal);
3711                 if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
3712                         cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, tmp);
3713                 else
3714                         cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, tmp);
3715         } else
3716                 cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, tmp);
3717 }
3718
3719 /*
3720  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3721  * We call it with interrupts disabled.
3722  *
3723  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
3724  * timeslices.
3725  */
3726 void scheduler_tick(void)
3727 {
3728         int cpu = smp_processor_id();
3729         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3730         struct task_struct *curr = rq->curr;
3731         u64 next_tick = rq->tick_timestamp + TICK_NSEC;
3732
3733         spin_lock(&rq->lock);
3734         __update_rq_clock(rq);
3735         /*
3736          * Let rq->clock advance by at least TICK_NSEC:
3737          */
3738         if (unlikely(rq->clock < next_tick)) {
3739                 rq->clock = next_tick;
3740                 rq->clock_underflows++;
3741         }
3742         rq->tick_timestamp = rq->clock;
3743         update_cpu_load(rq);
3744         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3745         update_sched_rt_period(rq);
3746         spin_unlock(&rq->lock);
3747
3748 #ifdef CONFIG_SMP
3749         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
3750         trigger_load_balance(rq, cpu);
3751 #endif
3752 }
3753
3754 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3755
3756 void add_preempt_count(int val)
3757 {
3758         /*
3759          * Underflow?
3760          */
3761         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3762                 return;
3763         preempt_count() += val;
3764         /*
3765          * Spinlock count overflowing soon?
3766          */
3767         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3768                                 PREEMPT_MASK - 10);
3769 }
3770 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
3771
3772 void sub_preempt_count(int val)
3773 {
3774         /*
3775          * Underflow?
3776          */
3777         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3778                 return;
3779         /*
3780          * Is the spinlock portion underflowing?
3781          */
3782         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3783                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3784                 return;
3785
3786         preempt_count() -= val;
3787 }
3788 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
3789
3790 #endif
3791
3792 /*
3793  * Print scheduling while atomic bug:
3794  */
3795 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3796 {
3797         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
3798
3799         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3800                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3801
3802         debug_show_held_locks(prev);
3803         if (irqs_disabled())
3804                 print_irqtrace_events(prev);
3805
3806         if (regs)
3807                 show_regs(regs);
3808         else
3809                 dump_stack();
3810 }
3811
3812 /*
3813  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3814  */
3815 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3816 {
3817         /*
3818          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
3819          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
3820          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
3821          */
3822         if (unlikely(in_atomic_preempt_off()) && unlikely(!prev->exit_state))
3823                 __schedule_bug(prev);
3824
3825         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3826
3827         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
3828 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3829         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
3830                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
3831                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
3832         }
3833 #endif
3834 }
3835
3836 /*
3837  * Pick up the highest-prio task:
3838  */
3839 static inline struct task_struct *
3840 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3841 {
3842         const struct sched_class *class;
3843         struct task_struct *p;
3844
3845         /*
3846          * Optimization: we know that if all tasks are in
3847          * the fair class we can call that function directly:
3848          */
3849         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
3850                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
3851                 if (likely(p))
3852                         return p;
3853         }
3854
3855         class = sched_class_highest;
3856         for ( ; ; ) {
3857                 p = class->pick_next_task(rq);
3858                 if (p)
3859                         return p;
3860                 /*
3861                  * Will never be NULL as the idle class always
3862                  * returns a non-NULL p:
3863                  */
3864                 class = class->next;
3865         }
3866 }
3867
3868 /*
3869  * schedule() is the main scheduler function.
3870  */
3871 asmlinkage void __sched schedule(void)
3872 {
3873         struct task_struct *prev, *next;
3874         long *switch_count;
3875         struct rq *rq;
3876         int cpu;
3877
3878 need_resched:
3879         preempt_disable();
3880         cpu = smp_processor_id();
3881         rq = cpu_rq(cpu);
3882         rcu_qsctr_inc(cpu);
3883         prev = rq->curr;
3884         switch_count = &prev->nivcsw;
3885
3886         release_kernel_lock(prev);
3887 need_resched_nonpreemptible:
3888
3889         schedule_debug(prev);
3890
3891         hrtick_clear(rq);
3892
3893         /*
3894          * Do the rq-clock update outside the rq lock:
3895          */
3896         local_irq_disable();
3897         __update_rq_clock(rq);
3898         spin_lock(&rq->lock);
3899         clear_tsk_need_resched(prev);
3900
3901         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
3902                 if (unlikely((prev->state & TASK_INTERRUPTIBLE) &&
3903                                 unlikely(signal_pending(prev)))) {
3904                         prev->state = TASK_RUNNING;
3905                 } else {
3906                         deactivate_task(rq, prev, 1);
3907                 }
3908                 switch_count = &prev->nvcsw;
3909         }
3910
3911 #ifdef CONFIG_SMP
3912         if (prev->sched_class->pre_schedule)
3913                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
3914 #endif
3915
3916         if (unlikely(!rq->nr_running))
3917                 idle_balance(cpu, rq);
3918
3919         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
3920         next = pick_next_task(rq, prev);
3921
3922         sched_info_switch(prev, next);
3923
3924         if (likely(prev != next)) {
3925                 rq->nr_switches++;
3926                 rq->curr = next;
3927                 ++*switch_count;
3928
3929                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3930                 /*
3931                  * the context switch might have flipped the stack from under
3932                  * us, hence refresh the local variables.
3933                  */
3934                 cpu = smp_processor_id();
3935                 rq = cpu_rq(cpu);
3936         } else
3937                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
3938
3939         hrtick_set(rq);
3940
3941         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
3942                 goto need_resched_nonpreemptible;
3943
3944         preempt_enable_no_resched();
3945         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)))
3946                 goto need_resched;
3947 }
3948 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3949
3950 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3951 /*
3952  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3953  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3954  * occur there and call schedule directly.
3955  */
3956 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
3957 {
3958         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3959         struct task_struct *task = current;
3960         int saved_lock_depth;
3961
3962         /*
3963          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3964          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3965          */
3966         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3967                 return;
3968
3969         do {
3970                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3971
3972                 /*
3973                  * We keep the big kernel semaphore locked, but we
3974                  * clear ->lock_depth so that schedule() doesnt
3975                  * auto-release the semaphore:
3976                  */
3977                 saved_lock_depth = task->lock_depth;
3978                 task->lock_depth = -1;
3979                 schedule();
3980                 task->lock_depth = saved_lock_depth;
3981                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3982
3983                 /*
3984                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3985                  * between schedule and now.
3986                  */
3987                 barrier();
3988         } while (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)));
3989 }
3990 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3991
3992 /*
3993  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3994  * off of irq context.
3995  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3996  * protect us against recursive calling from irq.
3997  */
3998 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3999 {
4000         struct thread_info *ti = current_thread_info();
4001         struct task_struct *task = current;
4002         int saved_lock_depth;
4003
4004         /* Catch callers which need to be fixed */
4005         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
4006
4007         do {
4008                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4009
4010                 /*
4011                  * We keep the big kernel semaphore locked, but we
4012                  * clear ->lock_depth so that schedule() doesnt
4013                  * auto-release the semaphore:
4014                  */
4015                 saved_lock_depth = task->lock_depth;
4016                 task->lock_depth = -1;
4017                 local_irq_enable();
4018                 schedule();
4019                 local_irq_disable();
4020                 task->lock_depth = saved_lock_depth;
4021                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4022
4023                 /*
4024                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4025                  * between schedule and now.
4026                  */
4027                 barrier();
4028         } while (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)));
4029 }
4030
4031 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
4032
4033 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int sync,
4034                           void *key)
4035 {
4036         return try_to_wake_up(curr->private, mode, sync);
4037 }
4038 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4039
4040 /*
4041  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
4042  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
4043  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
4044  *
4045  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
4046  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
4047  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
4048  */
4049 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4050                              int nr_exclusive, int sync, void *key)
4051 {
4052         wait_queue_t *curr, *next;
4053
4054         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
4055                 unsigned flags = curr->flags;
4056
4057                 if (curr->func(curr, mode, sync, key) &&
4058                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
4059                         break;
4060         }
4061 }
4062
4063 /**
4064  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
4065  * @q: the waitqueue
4066  * @mode: which threads
4067  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4068  * @key: is directly passed to the wakeup function
4069  */
4070 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,