b387a8de26a5f9ca8b6e2e9d3ad33f66fbf65882
[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_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_CGROUP_SCHED
169         struct cgroup_subsys_state css;
170 #endif
171
172 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
173         /* schedulable entities of this group on each cpu */
174         struct sched_entity **se;
175         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
176         struct cfs_rq **cfs_rq;
177
178         /*
179          * shares assigned to a task group governs how much of cpu bandwidth
180          * is allocated to the group. The more shares a group has, the more is
181          * the cpu bandwidth allocated to it.
182          *
183          * For ex, lets say that there are three task groups, A, B and C which
184          * have been assigned shares 1000, 2000 and 3000 respectively. Then,
185          * cpu bandwidth allocated by the scheduler to task groups A, B and C
186          * should be:
187          *
188          *      Bw(A) = 1000/(1000+2000+3000) * 100 = 16.66%
189          *      Bw(B) = 2000/(1000+2000+3000) * 100 = 33.33%
190          *      Bw(C) = 3000/(1000+2000+3000) * 100 = 50%
191          *
192          * The weight assigned to a task group's schedulable entities on every
193          * cpu (task_group.se[a_cpu]->load.weight) is derived from the task
194          * group's shares. For ex: lets say that task group A has been
195          * assigned shares of 1000 and there are two CPUs in a system. Then,
196          *
197          *  tg_A->se[0]->load.weight = tg_A->se[1]->load.weight = 1000;
198          *
199          * Note: It's not necessary that each of a task's group schedulable
200          *       entity have the same weight on all CPUs. If the group
201          *       has 2 of its tasks on CPU0 and 1 task on CPU1, then a
202          *       better distribution of weight could be:
203          *
204          *      tg_A->se[0]->load.weight = 2/3 * 2000 = 1333
205          *      tg_A->se[1]->load.weight = 1/2 * 2000 =  667
206          *
207          * rebalance_shares() is responsible for distributing the shares of a
208          * task groups like this among the group's schedulable entities across
209          * cpus.
210          *
211          */
212         unsigned long shares;
213 #endif
214
215 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
216         struct sched_rt_entity **rt_se;
217         struct rt_rq **rt_rq;
218
219         u64 rt_runtime;
220 #endif
221
222         struct rcu_head rcu;
223         struct list_head list;
224 };
225
226 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
227 /* Default task group's sched entity on each cpu */
228 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
229 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
230 static DEFINE_PER_CPU(struct cfs_rq, init_cfs_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
231
232 static struct sched_entity *init_sched_entity_p[NR_CPUS];
233 static struct cfs_rq *init_cfs_rq_p[NR_CPUS];
234 #endif
235
236 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
237 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
238 static DEFINE_PER_CPU(struct rt_rq, init_rt_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
239
240 static struct sched_rt_entity *init_sched_rt_entity_p[NR_CPUS];
241 static struct rt_rq *init_rt_rq_p[NR_CPUS];
242 #endif
243
244 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
245  * a task group's cpu shares.
246  */
247 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
248
249 /* doms_cur_mutex serializes access to doms_cur[] array */
250 static DEFINE_MUTEX(doms_cur_mutex);
251
252 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
253 #ifdef CONFIG_SMP
254 /* kernel thread that runs rebalance_shares() periodically */
255 static struct task_struct *lb_monitor_task;
256 static int load_balance_monitor(void *unused);
257 #endif
258
259 static void set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
260
261 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
262 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
263 #else
264 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
265 #endif
266
267 #define MIN_GROUP_SHARES        2
268
269 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
270 #endif
271
272 /* Default task group.
273  *      Every task in system belong to this group at bootup.
274  */
275 struct task_group init_task_group = {
276 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
277         .se     = init_sched_entity_p,
278         .cfs_rq = init_cfs_rq_p,
279 #endif
280
281 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
282         .rt_se  = init_sched_rt_entity_p,
283         .rt_rq  = init_rt_rq_p,
284 #endif
285 };
286
287 /* return group to which a task belongs */
288 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
289 {
290         struct task_group *tg;
291
292 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
293         tg = p->user->tg;
294 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
295         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
296                                 struct task_group, css);
297 #else
298         tg = &init_task_group;
299 #endif
300         return tg;
301 }
302
303 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
304 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
305 {
306 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
307         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
308         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
309 #endif
310
311 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
312         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
313         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
314 #endif
315 }
316
317 static inline void lock_doms_cur(void)
318 {
319         mutex_lock(&doms_cur_mutex);
320 }
321
322 static inline void unlock_doms_cur(void)
323 {
324         mutex_unlock(&doms_cur_mutex);
325 }
326
327 #else
328
329 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
330 static inline void lock_doms_cur(void) { }
331 static inline void unlock_doms_cur(void) { }
332
333 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
334
335 /* CFS-related fields in a runqueue */
336 struct cfs_rq {
337         struct load_weight load;
338         unsigned long nr_running;
339
340         u64 exec_clock;
341         u64 min_vruntime;
342
343         struct rb_root tasks_timeline;
344         struct rb_node *rb_leftmost;
345         struct rb_node *rb_load_balance_curr;
346         /* 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
347          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
348          */
349         struct sched_entity *curr;
350
351         unsigned long nr_spread_over;
352
353 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
354         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
355
356         /*
357          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
358          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
359          * (like users, containers etc.)
360          *
361          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
362          * list is used during load balance.
363          */
364         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
365         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
366 #endif
367 };
368
369 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
370 struct rt_rq {
371         struct rt_prio_array active;
372         unsigned long rt_nr_running;
373 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
374         int highest_prio; /* highest queued rt task prio */
375 #endif
376 #ifdef CONFIG_SMP
377         unsigned long rt_nr_migratory;
378         int overloaded;
379 #endif
380         int rt_throttled;
381         u64 rt_time;
382
383 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
384         unsigned long rt_nr_boosted;
385
386         struct rq *rq;
387         struct list_head leaf_rt_rq_list;
388         struct task_group *tg;
389         struct sched_rt_entity *rt_se;
390 #endif
391 };
392
393 #ifdef CONFIG_SMP
394
395 /*
396  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
397  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
398  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
399  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
400  * object.
401  *
402  */
403 struct root_domain {
404         atomic_t refcount;
405         cpumask_t span;
406         cpumask_t online;
407
408         /*
409          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
410          * one runnable RT task.
411          */
412         cpumask_t rto_mask;
413         atomic_t rto_count;
414 };
415
416 /*
417  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
418  * members (mimicking the global state we have today).
419  */
420 static struct root_domain def_root_domain;
421
422 #endif
423
424 /*
425  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
426  *
427  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
428  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
429  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
430  */
431 struct rq {
432         /* runqueue lock: */
433         spinlock_t lock;
434
435         /*
436          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
437          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
438          */
439         unsigned long nr_running;
440         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
441         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
442         unsigned char idle_at_tick;
443 #ifdef CONFIG_NO_HZ
444         unsigned char in_nohz_recently;
445 #endif
446         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
447         struct load_weight load;
448         unsigned long nr_load_updates;
449         u64 nr_switches;
450
451         struct cfs_rq cfs;
452         struct rt_rq rt;
453         u64 rt_period_expire;
454         int rt_throttled;
455
456 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
457         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
458         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
459 #endif
460 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
461         struct list_head leaf_rt_rq_list;
462 #endif
463
464         /*
465          * This is part of a global counter where only the total sum
466          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
467          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
468          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
469          */
470         unsigned long nr_uninterruptible;
471
472         struct task_struct *curr, *idle;
473         unsigned long next_balance;
474         struct mm_struct *prev_mm;
475
476         u64 clock, prev_clock_raw;
477         s64 clock_max_delta;
478
479         unsigned int clock_warps, clock_overflows, clock_underflows;
480         u64 idle_clock;
481         unsigned int clock_deep_idle_events;
482         u64 tick_timestamp;
483
484         atomic_t nr_iowait;
485
486 #ifdef CONFIG_SMP
487         struct root_domain *rd;
488         struct sched_domain *sd;
489
490         /* For active balancing */
491         int active_balance;
492         int push_cpu;
493         /* cpu of this runqueue: */
494         int cpu;
495
496         struct task_struct *migration_thread;
497         struct list_head migration_queue;
498 #endif
499
500 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
501         unsigned long hrtick_flags;
502         ktime_t hrtick_expire;
503         struct hrtimer hrtick_timer;
504 #endif
505
506 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
507         /* latency stats */
508         struct sched_info rq_sched_info;
509
510         /* sys_sched_yield() stats */
511         unsigned int yld_exp_empty;
512         unsigned int yld_act_empty;
513         unsigned int yld_both_empty;
514         unsigned int yld_count;
515
516         /* schedule() stats */
517         unsigned int sched_switch;
518         unsigned int sched_count;
519         unsigned int sched_goidle;
520
521         /* try_to_wake_up() stats */
522         unsigned int ttwu_count;
523         unsigned int ttwu_local;
524
525         /* BKL stats */
526         unsigned int bkl_count;
527 #endif
528         struct lock_class_key rq_lock_key;
529 };
530
531 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
532
533 static inline void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p)
534 {
535         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p);
536 }
537
538 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
539 {
540 #ifdef CONFIG_SMP
541         return rq->cpu;
542 #else
543         return 0;
544 #endif
545 }
546
547 /*
548  * Update the per-runqueue clock, as finegrained as the platform can give
549  * us, but without assuming monotonicity, etc.:
550  */
551 static void __update_rq_clock(struct rq *rq)
552 {
553         u64 prev_raw = rq->prev_clock_raw;
554         u64 now = sched_clock();
555         s64 delta = now - prev_raw;
556         u64 clock = rq->clock;
557
558 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
559         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
560 #endif
561         /*
562          * Protect against sched_clock() occasionally going backwards:
563          */
564         if (unlikely(delta < 0)) {
565                 clock++;
566                 rq->clock_warps++;
567         } else {
568                 /*
569                  * Catch too large forward jumps too:
570                  */
571                 if (unlikely(clock + delta > rq->tick_timestamp + TICK_NSEC)) {
572                         if (clock < rq->tick_timestamp + TICK_NSEC)
573                                 clock = rq->tick_timestamp + TICK_NSEC;
574                         else
575                                 clock++;
576                         rq->clock_overflows++;
577                 } else {
578                         if (unlikely(delta > rq->clock_max_delta))
579                                 rq->clock_max_delta = delta;
580                         clock += delta;
581                 }
582         }
583
584         rq->prev_clock_raw = now;
585         rq->clock = clock;
586 }
587
588 static void update_rq_clock(struct rq *rq)
589 {
590         if (likely(smp_processor_id() == cpu_of(rq)))
591                 __update_rq_clock(rq);
592 }
593
594 /*
595  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
596  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
597  *
598  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
599  * preempt-disabled sections.
600  */
601 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
602         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
603
604 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
605 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
606 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
607 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
608
609 unsigned long rt_needs_cpu(int cpu)
610 {
611         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
612         u64 delta;
613
614         if (!rq->rt_throttled)
615                 return 0;
616
617         if (rq->clock > rq->rt_period_expire)
618                 return 1;
619
620         delta = rq->rt_period_expire - rq->clock;
621         do_div(delta, NSEC_PER_SEC / HZ);
622
623         return (unsigned long)delta;
624 }
625
626 /*
627  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
628  */
629 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
630 # define const_debug __read_mostly
631 #else
632 # define const_debug static const
633 #endif
634
635 /*
636  * Debugging: various feature bits
637  */
638 enum {
639         SCHED_FEAT_NEW_FAIR_SLEEPERS    = 1,
640         SCHED_FEAT_WAKEUP_PREEMPT       = 2,
641         SCHED_FEAT_START_DEBIT          = 4,
642         SCHED_FEAT_TREE_AVG             = 8,
643         SCHED_FEAT_APPROX_AVG           = 16,
644         SCHED_FEAT_HRTICK               = 32,
645         SCHED_FEAT_DOUBLE_TICK          = 64,
646 };
647
648 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
649                 SCHED_FEAT_NEW_FAIR_SLEEPERS    * 1 |
650                 SCHED_FEAT_WAKEUP_PREEMPT       * 1 |
651                 SCHED_FEAT_START_DEBIT          * 1 |
652                 SCHED_FEAT_TREE_AVG             * 0 |
653                 SCHED_FEAT_APPROX_AVG           * 0 |
654                 SCHED_FEAT_HRTICK               * 1 |
655                 SCHED_FEAT_DOUBLE_TICK          * 0;
656
657 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_##x)
658
659 /*
660  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
661  * Limited because this is done with IRQs disabled.
662  */
663 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
664
665 /*
666  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
667  * default: 1s
668  */
669 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
670
671 /*
672  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
673  * default: 0.95s
674  */
675 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
676
677 /*
678  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
679  */
680 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
681
682 /*
683  * For kernel-internal use: high-speed (but slightly incorrect) per-cpu
684  * clock constructed from sched_clock():
685  */
686 unsigned long long cpu_clock(int cpu)
687 {
688         unsigned long long now;
689         unsigned long flags;
690         struct rq *rq;
691
692         local_irq_save(flags);
693         rq = cpu_rq(cpu);
694         /*
695          * Only call sched_clock() if the scheduler has already been
696          * initialized (some code might call cpu_clock() very early):
697          */
698         if (rq->idle)
699                 update_rq_clock(rq);
700         now = rq->clock;
701         local_irq_restore(flags);
702
703         return now;
704 }
705 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_clock);
706
707 #ifndef prepare_arch_switch
708 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
709 #endif
710 #ifndef finish_arch_switch
711 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
712 #endif
713
714 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
715 {
716         return rq->curr == p;
717 }
718
719 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
720 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
721 {
722         return task_current(rq, p);
723 }
724
725 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
726 {
727 }
728
729 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
730 {
731 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
732         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
733         rq->lock.owner = current;
734 #endif
735         /*
736          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
737          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
738          * prev into current:
739          */
740         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
741
742         spin_unlock_irq(&rq->lock);
743 }
744
745 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
746 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
747 {
748 #ifdef CONFIG_SMP
749         return p->oncpu;
750 #else
751         return task_current(rq, p);
752 #endif
753 }
754
755 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
756 {
757 #ifdef CONFIG_SMP
758         /*
759          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
760          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
761          * here.
762          */
763         next->oncpu = 1;
764 #endif
765 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
766         spin_unlock_irq(&rq->lock);
767 #else
768         spin_unlock(&rq->lock);
769 #endif
770 }
771
772 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
773 {
774 #ifdef CONFIG_SMP
775         /*
776          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
777          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
778          * finished.
779          */
780         smp_wmb();
781         prev->oncpu = 0;
782 #endif
783 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
784         local_irq_enable();
785 #endif
786 }
787 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
788
789 /*
790  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
791  * Must be called interrupts disabled.
792  */
793 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
794         __acquires(rq->lock)
795 {
796         for (;;) {
797                 struct rq *rq = task_rq(p);
798                 spin_lock(&rq->lock);
799                 if (likely(rq == task_rq(p)))
800                         return rq;
801                 spin_unlock(&rq->lock);
802         }
803 }
804
805 /*
806  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
807  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
808  * explicitly disabling preemption.
809  */
810 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
811         __acquires(rq->lock)
812 {
813         struct rq *rq;
814
815         for (;;) {
816                 local_irq_save(*flags);
817                 rq = task_rq(p);
818                 spin_lock(&rq->lock);
819                 if (likely(rq == task_rq(p)))
820                         return rq;
821                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
822         }
823 }
824
825 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
826         __releases(rq->lock)
827 {
828         spin_unlock(&rq->lock);
829 }
830
831 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
832         __releases(rq->lock)
833 {
834         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
835 }
836
837 /*
838  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
839  */
840 static struct rq *this_rq_lock(void)
841         __acquires(rq->lock)
842 {
843         struct rq *rq;
844
845         local_irq_disable();
846         rq = this_rq();
847         spin_lock(&rq->lock);
848
849         return rq;
850 }
851
852 /*
853  * We are going deep-idle (irqs are disabled):
854  */
855 void sched_clock_idle_sleep_event(void)
856 {
857         struct rq *rq = cpu_rq(smp_processor_id());
858
859         spin_lock(&rq->lock);
860         __update_rq_clock(rq);
861         spin_unlock(&rq->lock);
862         rq->clock_deep_idle_events++;
863 }
864 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_clock_idle_sleep_event);
865
866 /*
867  * We just idled delta nanoseconds (called with irqs disabled):
868  */
869 void sched_clock_idle_wakeup_event(u64 delta_ns)
870 {
871         struct rq *rq = cpu_rq(smp_processor_id());
872         u64 now = sched_clock();
873
874         rq->idle_clock += delta_ns;
875         /*
876          * Override the previous timestamp and ignore all
877          * sched_clock() deltas that occured while we idled,
878          * and use the PM-provided delta_ns to advance the
879          * rq clock:
880          */
881         spin_lock(&rq->lock);
882         rq->prev_clock_raw = now;
883         rq->clock += delta_ns;
884         spin_unlock(&rq->lock);
885         touch_softlockup_watchdog();
886 }
887 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_clock_idle_wakeup_event);
888
889 static void __resched_task(struct task_struct *p, int tif_bit);
890
891 static inline void resched_task(struct task_struct *p)
892 {
893         __resched_task(p, TIF_NEED_RESCHED);
894 }
895
896 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
897 /*
898  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
899  *
900  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
901  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
902  * reschedule event.
903  *
904  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
905  * rq->lock.
906  */
907 static inline void resched_hrt(struct task_struct *p)
908 {
909         __resched_task(p, TIF_HRTICK_RESCHED);
910 }
911
912 static inline void resched_rq(struct rq *rq)
913 {
914         unsigned long flags;
915
916         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
917         resched_task(rq->curr);
918         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
919 }
920
921 enum {
922         HRTICK_SET,             /* re-programm hrtick_timer */
923         HRTICK_RESET,           /* not a new slice */
924 };
925
926 /*
927  * Use hrtick when:
928  *  - enabled by features
929  *  - hrtimer is actually high res
930  */
931 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
932 {
933         if (!sched_feat(HRTICK))
934                 return 0;
935         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
936 }
937
938 /*
939  * Called to set the hrtick timer state.
940  *
941  * called with rq->lock held and irqs disabled
942  */
943 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay, int reset)
944 {
945         assert_spin_locked(&rq->lock);
946
947         /*
948          * preempt at: now + delay
949          */
950         rq->hrtick_expire =
951                 ktime_add_ns(rq->hrtick_timer.base->get_time(), delay);
952         /*
953          * indicate we need to program the timer
954          */
955         __set_bit(HRTICK_SET, &rq->hrtick_flags);
956         if (reset)
957                 __set_bit(HRTICK_RESET, &rq->hrtick_flags);
958
959         /*
960          * New slices are called from the schedule path and don't need a
961          * forced reschedule.
962          */
963         if (reset)
964                 resched_hrt(rq->curr);
965 }
966
967 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
968 {
969         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
970                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
971 }
972
973 /*
974  * Update the timer from the possible pending state.
975  */
976 static void hrtick_set(struct rq *rq)
977 {
978         ktime_t time;
979         int set, reset;
980         unsigned long flags;
981
982         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
983
984         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
985         set = __test_and_clear_bit(HRTICK_SET, &rq->hrtick_flags);
986         reset = __test_and_clear_bit(HRTICK_RESET, &rq->hrtick_flags);
987         time = rq->hrtick_expire;
988         clear_thread_flag(TIF_HRTICK_RESCHED);
989         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
990
991         if (set) {
992                 hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, time, HRTIMER_MODE_ABS);
993                 if (reset && !hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
994                         resched_rq(rq);
995         } else
996                 hrtick_clear(rq);
997 }
998
999 /*
1000  * High-resolution timer tick.
1001  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1002  */
1003 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1004 {
1005         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1006
1007         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1008
1009         spin_lock(&rq->lock);
1010         __update_rq_clock(rq);
1011         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1012         spin_unlock(&rq->lock);
1013
1014         return HRTIMER_NORESTART;
1015 }
1016
1017 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1018 {
1019         rq->hrtick_flags = 0;
1020         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1021         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1022         rq->hrtick_timer.cb_mode = HRTIMER_CB_IRQSAFE_NO_SOFTIRQ;
1023 }
1024
1025 void hrtick_resched(void)
1026 {
1027         struct rq *rq;
1028         unsigned long flags;
1029
1030         if (!test_thread_flag(TIF_HRTICK_RESCHED))
1031                 return;
1032
1033         local_irq_save(flags);
1034         rq = cpu_rq(smp_processor_id());
1035         hrtick_set(rq);
1036         local_irq_restore(flags);
1037 }
1038 #else
1039 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1040 {
1041 }
1042
1043 static inline void hrtick_set(struct rq *rq)
1044 {
1045 }
1046
1047 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1048 {
1049 }
1050
1051 void hrtick_resched(void)
1052 {
1053 }
1054 #endif
1055
1056 /*
1057  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1058  *
1059  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1060  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1061  * the target CPU.
1062  */
1063 #ifdef CONFIG_SMP
1064
1065 #ifndef tsk_is_polling
1066 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1067 #endif
1068
1069 static void __resched_task(struct task_struct *p, int tif_bit)
1070 {
1071         int cpu;
1072
1073         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1074
1075         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(p, tif_bit)))
1076                 return;
1077
1078         set_tsk_thread_flag(p, tif_bit);
1079
1080         cpu = task_cpu(p);
1081         if (cpu == smp_processor_id())
1082                 return;
1083
1084         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1085         smp_mb();
1086         if (!tsk_is_polling(p))
1087                 smp_send_reschedule(cpu);
1088 }
1089
1090 static void resched_cpu(int cpu)
1091 {
1092         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1093         unsigned long flags;
1094
1095         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1096                 return;
1097         resched_task(cpu_curr(cpu));
1098         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1099 }
1100 #else
1101 static void __resched_task(struct task_struct *p, int tif_bit)
1102 {
1103         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1104         set_tsk_thread_flag(p, tif_bit);
1105 }
1106 #endif
1107
1108 #if BITS_PER_LONG == 32
1109 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1110 #else
1111 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1112 #endif
1113
1114 #define WMULT_SHIFT     32
1115
1116 /*
1117  * Shift right and round:
1118  */
1119 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1120
1121 static unsigned long
1122 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1123                 struct load_weight *lw)
1124 {
1125         u64 tmp;
1126
1127         if (unlikely(!lw->inv_weight))
1128                 lw->inv_weight = (WMULT_CONST - lw->weight/2) / lw->weight + 1;
1129
1130         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1131         /*
1132          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1133          */
1134         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1135                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1136                         WMULT_SHIFT/2);
1137         else
1138                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1139
1140         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1141 }
1142
1143 static inline unsigned long
1144 calc_delta_fair(unsigned long delta_exec, struct load_weight *lw)
1145 {
1146         return calc_delta_mine(delta_exec, NICE_0_LOAD, lw);
1147 }
1148
1149 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1150 {
1151         lw->weight += inc;
1152 }
1153
1154 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1155 {
1156         lw->weight -= dec;
1157 }
1158
1159 /*
1160  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1161  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1162  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1163  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1164  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1165  * slice expiry etc.
1166  */
1167
1168 #define WEIGHT_IDLEPRIO         2
1169 #define WMULT_IDLEPRIO          (1 << 31)
1170
1171 /*
1172  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1173  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1174  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1175  * that remained on nice 0.
1176  *
1177  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1178  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1179  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1180  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1181  * the relative distance between them is ~25%.)
1182  */
1183 static const int prio_to_weight[40] = {
1184  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1185  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1186  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1187  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1188  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1189  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1190  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1191  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1192 };
1193
1194 /*
1195  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1196  *
1197  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1198  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1199  * into multiplications:
1200  */
1201 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1202  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1203  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1204  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1205  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1206  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1207  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1208  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1209  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1210 };
1211
1212 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1213
1214 /*
1215  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1216  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1217  * structures to the load-balancing proper:
1218  */
1219 struct rq_iterator {
1220         void *arg;
1221         struct task_struct *(*start)(void *);
1222         struct task_struct *(*next)(void *);
1223 };
1224
1225 #ifdef CONFIG_SMP
1226 static unsigned long
1227 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1228               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1229               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1230               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1231
1232 static int
1233 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1234                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1235                    struct rq_iterator *iterator);
1236 #endif
1237
1238 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1239 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1240 #else
1241 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1242 #endif
1243
1244 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1245 {
1246         update_load_add(&rq->load, load);
1247 }
1248
1249 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1250 {
1251         update_load_sub(&rq->load, load);
1252 }
1253
1254 #ifdef CONFIG_SMP
1255 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1256 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1257 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu);
1258 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1259 #endif /* CONFIG_SMP */
1260
1261 #include "sched_stats.h"
1262 #include "sched_idletask.c"
1263 #include "sched_fair.c"
1264 #include "sched_rt.c"
1265 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1266 # include "sched_debug.c"
1267 #endif
1268
1269 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1270
1271 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1272 {
1273         rq->nr_running++;
1274 }
1275
1276 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1277 {
1278         rq->nr_running--;
1279 }
1280
1281 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1282 {
1283         if (task_has_rt_policy(p)) {
1284                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1285                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1286                 return;
1287         }
1288
1289         /*
1290          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1291          */
1292         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1293                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1294                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1295                 return;
1296         }
1297
1298         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1299         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1300 }
1301
1302 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1303 {
1304         sched_info_queued(p);
1305         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1306         p->se.on_rq = 1;
1307 }
1308
1309 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1310 {
1311         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1312         p->se.on_rq = 0;
1313 }
1314
1315 /*
1316  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1317  */
1318 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1319 {
1320         return p->static_prio;
1321 }
1322
1323 /*
1324  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1325  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1326  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1327  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1328  * estimator recalculates.
1329  */
1330 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1331 {
1332         int prio;
1333
1334         if (task_has_rt_policy(p))
1335                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1336         else
1337                 prio = __normal_prio(p);
1338         return prio;
1339 }
1340
1341 /*
1342  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1343  * taken into account by the scheduler. This value might
1344  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1345  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1346  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1347  */
1348 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1349 {
1350         p->normal_prio = normal_prio(p);
1351         /*
1352          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1353          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1354          * to the normal priority:
1355          */
1356         if (!rt_prio(p->prio))
1357                 return p->normal_prio;
1358         return p->prio;
1359 }
1360
1361 /*
1362  * activate_task - move a task to the runqueue.
1363  */
1364 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1365 {
1366         if (task_contributes_to_load(p))
1367                 rq->nr_uninterruptible--;
1368
1369         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1370         inc_nr_running(rq);
1371 }
1372
1373 /*
1374  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1375  */
1376 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1377 {
1378         if (task_contributes_to_load(p))
1379                 rq->nr_uninterruptible++;
1380
1381         dequeue_task(rq, p, sleep);
1382         dec_nr_running(rq);
1383 }
1384
1385 /**
1386  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1387  * @p: the task in question.
1388  */
1389 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1390 {
1391         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1392 }
1393
1394 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1395 unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1396 {
1397         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1398 }
1399
1400 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1401 {
1402         set_task_rq(p, cpu);
1403 #ifdef CONFIG_SMP
1404         /*
1405          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1406          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1407          * per-task data have been completed by this moment.
1408          */
1409         smp_wmb();
1410         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1411 #endif
1412 }
1413
1414 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1415                                        const struct sched_class *prev_class,
1416                                        int oldprio, int running)
1417 {
1418         if (prev_class != p->sched_class) {
1419                 if (prev_class->switched_from)
1420                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1421                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1422         } else
1423                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1424 }
1425
1426 #ifdef CONFIG_SMP
1427
1428 /*
1429  * Is this task likely cache-hot:
1430  */
1431 static int
1432 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
1433 {
1434         s64 delta;
1435
1436         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
1437                 return 0;
1438
1439         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
1440                 return 1;
1441         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
1442                 return 0;
1443
1444         delta = now - p->se.exec_start;
1445
1446         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
1447 }
1448
1449
1450 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1451 {
1452         int old_cpu = task_cpu(p);
1453         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
1454         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
1455                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
1456         u64 clock_offset;
1457
1458         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
1459
1460 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1461         if (p->se.wait_start)
1462                 p->se.wait_start -= clock_offset;
1463         if (p->se.sleep_start)
1464                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
1465         if (p->se.block_start)
1466                 p->se.block_start -= clock_offset;
1467         if (old_cpu != new_cpu) {
1468                 schedstat_inc(p, se.nr_migrations);
1469                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
1470                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
1471         }
1472 #endif
1473         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
1474                                          new_cfsrq->min_vruntime;
1475
1476         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1477 }
1478
1479 struct migration_req {
1480         struct list_head list;
1481
1482         struct task_struct *task;
1483         int dest_cpu;
1484
1485         struct completion done;
1486 };
1487
1488 /*
1489  * The task's runqueue lock must be held.
1490  * Returns true if you have to wait for migration thread.
1491  */
1492 static int
1493 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
1494 {
1495         struct rq *rq = task_rq(p);
1496
1497         /*
1498          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
1499          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
1500          */
1501         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
1502                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
1503                 return 0;
1504         }
1505
1506         init_completion(&req->done);
1507         req->task = p;
1508         req->dest_cpu = dest_cpu;
1509         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
1510
1511         return 1;
1512 }
1513
1514 /*
1515  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1516  *
1517  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1518  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1519  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1520  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1521  * waiting to become inactive.
1522  */
1523 void wait_task_inactive(struct task_struct *p)
1524 {
1525         unsigned long flags;
1526         int running, on_rq;
1527         struct rq *rq;
1528
1529         for (;;) {
1530                 /*
1531                  * We do the initial early heuristics without holding
1532                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1533                  * the runqueue lock when things look like they will
1534                  * work out!
1535                  */
1536                 rq = task_rq(p);
1537
1538                 /*
1539                  * If the task is actively running on another CPU
1540                  * still, just relax and busy-wait without holding
1541                  * any locks.
1542                  *
1543                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1544                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1545                  * But we don't care, since "task_running()" will
1546                  * return false if the runqueue has changed and p
1547                  * is actually now running somewhere else!
1548                  */
1549                 while (task_running(rq, p))
1550                         cpu_relax();
1551
1552                 /*
1553                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1554                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1555                  * just go back and repeat.
1556                  */
1557                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1558                 running = task_running(rq, p);
1559                 on_rq = p->se.on_rq;
1560                 task_rq_unlock(rq, &flags);
1561
1562                 /*
1563                  * Was it really running after all now that we
1564                  * checked with the proper locks actually held?
1565                  *
1566                  * Oops. Go back and try again..
1567                  */
1568                 if (unlikely(running)) {
1569                         cpu_relax();
1570                         continue;
1571                 }
1572
1573                 /*
1574                  * It's not enough that it's not actively running,
1575                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1576                  * preempted!
1577                  *
1578                  * So if it wa still runnable (but just not actively
1579                  * running right now), it's preempted, and we should
1580                  * yield - it could be a while.
1581                  */
1582                 if (unlikely(on_rq)) {
1583                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1584                         continue;
1585                 }
1586
1587                 /*
1588                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1589                  * runnable, which means that it will never become
1590                  * running in the future either. We're all done!
1591                  */
1592                 break;
1593         }
1594 }
1595
1596 /***
1597  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1598  * @p: the to-be-kicked thread
1599  *
1600  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1601  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1602  *
1603  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
1604  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1605  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1606  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1607  * achieved as well.
1608  */
1609 void kick_process(struct task_struct *p)
1610 {
1611         int cpu;
1612
1613         preempt_disable();
1614         cpu = task_cpu(p);
1615         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1616                 smp_send_reschedule(cpu);
1617         preempt_enable();
1618 }
1619
1620 /*
1621  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
1622  * according to the scheduling class and "nice" value.
1623  *
1624  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
1625  * balance conservatively.
1626  */
1627 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
1628 {
1629         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1630         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1631
1632         if (type == 0)
1633                 return total;
1634
1635         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
1636 }
1637
1638 /*
1639  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
1640  * according to the scheduling class and "nice" value.
1641  */
1642 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
1643 {
1644         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1645         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1646
1647         if (type == 0)
1648                 return total;
1649
1650         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
1651 }
1652
1653 /*
1654  * Return the average load per task on the cpu's run queue
1655  */
1656 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1657 {
1658         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1659         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1660         unsigned long n = rq->nr_running;
1661
1662         return n ? total / n : SCHED_LOAD_SCALE;
1663 }
1664
1665 /*
1666  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
1667  * domain.
1668  */
1669 static struct sched_group *
1670 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
1671 {
1672         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
1673         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
1674         int load_idx = sd->forkexec_idx;
1675         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
1676
1677         do {
1678                 unsigned long load, avg_load;
1679                 int local_group;
1680                 int i;
1681
1682                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
1683                 if (!cpus_intersects(group->cpumask, p->cpus_allowed))
1684                         continue;
1685
1686                 local_group = cpu_isset(this_cpu, group->cpumask);
1687
1688                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
1689                 avg_load = 0;
1690
1691                 for_each_cpu_mask(i, group->cpumask) {
1692                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
1693                         if (local_group)
1694                                 load = source_load(i, load_idx);
1695                         else
1696                                 load = target_load(i, load_idx);
1697
1698                         avg_load += load;
1699                 }
1700
1701                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
1702                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
1703                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
1704
1705                 if (local_group) {
1706                         this_load = avg_load;
1707                         this = group;
1708                 } else if (avg_load < min_load) {
1709                         min_load = avg_load;
1710                         idlest = group;
1711                 }
1712         } while (group = group->next, group != sd->groups);
1713
1714         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
1715                 return NULL;
1716         return idlest;
1717 }
1718
1719 /*
1720  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
1721  */
1722 static int
1723 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
1724 {
1725         cpumask_t tmp;
1726         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
1727         int idlest = -1;
1728         int i;
1729
1730         /* Traverse only the allowed CPUs */
1731         cpus_and(tmp, group->cpumask, p->cpus_allowed);
1732
1733         for_each_cpu_mask(i, tmp) {
1734                 load = weighted_cpuload(i);
1735
1736                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
1737                         min_load = load;
1738                         idlest = i;
1739                 }
1740         }
1741
1742         return idlest;
1743 }
1744
1745 /*
1746  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
1747  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
1748  * SD_BALANCE_EXEC.
1749  *
1750  * Balance, ie. select the least loaded group.
1751  *
1752  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
1753  *
1754  * preempt must be disabled.
1755  */
1756 static int sched_balance_self(int cpu, int flag)
1757 {
1758         struct task_struct *t = current;
1759         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
1760
1761         for_each_domain(cpu, tmp) {
1762                 /*
1763                  * If power savings logic is enabled for a domain, stop there.
1764                  */
1765                 if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
1766                         break;
1767                 if (tmp->flags & flag)
1768                         sd = tmp;
1769         }
1770
1771         while (sd) {
1772                 cpumask_t span;
1773                 struct sched_group *group;
1774                 int new_cpu, weight;
1775
1776                 if (!(sd->flags & flag)) {
1777                         sd = sd->child;
1778                         continue;
1779                 }
1780
1781                 span = sd->span;
1782                 group = find_idlest_group(sd, t, cpu);
1783                 if (!group) {
1784                         sd = sd->child;
1785                         continue;
1786                 }
1787
1788                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, t, cpu);
1789                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
1790                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
1791                         sd = sd->child;
1792                         continue;
1793                 }
1794
1795                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
1796                 cpu = new_cpu;
1797                 sd = NULL;
1798                 weight = cpus_weight(span);
1799                 for_each_domain(cpu, tmp) {
1800                         if (weight <= cpus_weight(tmp->span))
1801                                 break;
1802                         if (tmp->flags & flag)
1803                                 sd = tmp;
1804                 }
1805                 /* while loop will break here if sd == NULL */
1806         }
1807
1808         return cpu;
1809 }
1810
1811 #endif /* CONFIG_SMP */
1812
1813 /***
1814  * try_to_wake_up - wake up a thread
1815  * @p: the to-be-woken-up thread
1816  * @state: the mask of task states that can be woken
1817  * @sync: do a synchronous wakeup?
1818  *
1819  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1820  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1821  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1822  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1823  * runnable without the overhead of this.
1824  *
1825  * returns failure only if the task is already active.
1826  */
1827 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int sync)
1828 {
1829         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
1830         unsigned long flags;
1831         long old_state;
1832         struct rq *rq;
1833
1834         smp_wmb();
1835         rq = task_rq_lock(p, &flags);
1836         old_state = p->state;
1837         if (!(old_state & state))
1838                 goto out;
1839
1840         if (p->se.on_rq)
1841                 goto out_running;
1842
1843         cpu = task_cpu(p);
1844         orig_cpu = cpu;
1845         this_cpu = smp_processor_id();
1846
1847 #ifdef CONFIG_SMP
1848         if (unlikely(task_running(rq, p)))
1849                 goto out_activate;
1850
1851         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sync);
1852         if (cpu != orig_cpu) {
1853                 set_task_cpu(p, cpu);
1854                 task_rq_unlock(rq, &flags);
1855                 /* might preempt at this point */
1856                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1857                 old_state = p->state;
1858                 if (!(old_state & state))
1859                         goto out;
1860                 if (p->se.on_rq)
1861                         goto out_running;
1862
1863                 this_cpu = smp_processor_id();
1864                 cpu = task_cpu(p);
1865         }
1866
1867 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1868         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1869         if (cpu == this_cpu)
1870                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1871         else {
1872                 struct sched_domain *sd;
1873                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1874                         if (cpu_isset(cpu, sd->span)) {
1875                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1876                                 break;
1877                         }
1878                 }
1879         }
1880 #endif
1881
1882 out_activate:
1883 #endif /* CONFIG_SMP */
1884         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
1885         if (sync)
1886                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
1887         if (orig_cpu != cpu)
1888                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
1889         if (cpu == this_cpu)
1890                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
1891         else
1892                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
1893         update_rq_clock(rq);
1894         activate_task(rq, p, 1);
1895         check_preempt_curr(rq, p);
1896         success = 1;
1897
1898 out_running:
1899         p->state = TASK_RUNNING;
1900 #ifdef CONFIG_SMP
1901         if (p->sched_class->task_wake_up)
1902                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
1903 #endif
1904 out:
1905         task_rq_unlock(rq, &flags);
1906
1907         return success;
1908 }
1909
1910 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1911 {
1912         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
1913 }
1914 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1915
1916 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1917 {
1918         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1919 }
1920
1921 /*
1922  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1923  * p is forked by current.
1924  *
1925  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1926  */
1927 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1928 {
1929         p->se.exec_start                = 0;
1930         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1931         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1932
1933 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1934         p->se.wait_start                = 0;
1935         p->se.sum_sleep_runtime         = 0;
1936         p->se.sleep_start               = 0;
1937         p->se.block_start               = 0;
1938         p->se.sleep_max                 = 0;
1939         p->se.block_max                 = 0;
1940         p->se.exec_max                  = 0;
1941         p->se.slice_max                 = 0;
1942         p->se.wait_max                  = 0;
1943 #endif
1944
1945         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1946         p->se.on_rq = 0;
1947
1948 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1949         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1950 #endif
1951
1952         /*
1953          * We mark the process as running here, but have not actually
1954          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
1955          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1956          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1957          */
1958         p->state = TASK_RUNNING;
1959 }
1960
1961 /*
1962  * fork()/clone()-time setup:
1963  */
1964 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
1965 {
1966         int cpu = get_cpu();
1967
1968         __sched_fork(p);
1969
1970 #ifdef CONFIG_SMP
1971         cpu = sched_balance_self(cpu, SD_BALANCE_FORK);
1972 #endif
1973         set_task_cpu(p, cpu);
1974
1975         /*
1976          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child:
1977          */
1978         p->prio = current->normal_prio;
1979         if (!rt_prio(p->prio))
1980                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1981
1982 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1983         if (likely(sched_info_on()))
1984                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1985 #endif
1986 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
1987         p->oncpu = 0;
1988 #endif
1989 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1990         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1991         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1992 #endif
1993         put_cpu();
1994 }
1995
1996 /*
1997  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1998  *
1999  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2000  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2001  * on the runqueue and wakes it.
2002  */
2003 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2004 {
2005         unsigned long flags;
2006         struct rq *rq;
2007
2008         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2009         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2010         update_rq_clock(rq);
2011
2012         p->prio = effective_prio(p);
2013
2014         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2015                 activate_task(rq, p, 0);
2016         } else {
2017                 /*
2018                  * Let the scheduling class do new task startup
2019                  * management (if any):
2020                  */
2021                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2022                 inc_nr_running(rq);
2023         }
2024         check_preempt_curr(rq, p);
2025 #ifdef CONFIG_SMP
2026         if (p->sched_class->task_wake_up)
2027                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2028 #endif
2029         task_rq_unlock(rq, &flags);
2030 }
2031
2032 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2033
2034 /**
2035  * preempt_notifier_register - tell me when current is being being preempted & rescheduled
2036  * @notifier: notifier struct to register
2037  */
2038 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2039 {
2040         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2041 }
2042 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2043
2044 /**
2045  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2046  * @notifier: notifier struct to unregister
2047  *
2048  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2049  */
2050 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2051 {
2052         hlist_del(&notifier->link);
2053 }
2054 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2055
2056 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2057 {
2058         struct preempt_notifier *notifier;
2059         struct hlist_node *node;
2060
2061         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2062                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2063 }
2064
2065 static void
2066 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2067                                  struct task_struct *next)
2068 {
2069         struct preempt_notifier *notifier;
2070         struct hlist_node *node;
2071
2072         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2073                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2074 }
2075
2076 #else
2077
2078 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2079 {
2080 }
2081
2082 static void
2083 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2084                                  struct task_struct *next)
2085 {
2086 }
2087
2088 #endif
2089
2090 /**
2091  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2092  * @rq: the runqueue preparing to switch
2093  * @prev: the current task that is being switched out
2094  * @next: the task we are going to switch to.
2095  *
2096  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2097  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2098  * switch.
2099  *
2100  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2101  * hooks.
2102  */
2103 static inline void
2104 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2105                     struct task_struct *next)
2106 {
2107         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2108         prepare_lock_switch(rq, next);
2109         prepare_arch_switch(next);
2110 }
2111
2112 /**
2113  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2114  * @rq: runqueue associated with task-switch
2115  * @prev: the thread we just switched away from.
2116  *
2117  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2118  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2119  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2120  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2121  *
2122  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2123  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2124  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2125  * details.)
2126  */
2127 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2128         __releases(rq->lock)
2129 {
2130         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2131         long prev_state;
2132
2133         rq->prev_mm = NULL;
2134
2135         /*
2136          * A task struct has one reference for the use as "current".
2137          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2138          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2139          * the scheduled task must drop that reference.
2140          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2141          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2142          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2143          * be dropped twice.
2144          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2145          */
2146         prev_state = prev->state;
2147         finish_arch_switch(prev);
2148         finish_lock_switch(rq, prev);
2149 #ifdef CONFIG_SMP
2150         if (current->sched_class->post_schedule)
2151                 current->sched_class->post_schedule(rq);
2152 #endif
2153
2154         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2155         if (mm)
2156                 mmdrop(mm);
2157         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2158                 /*
2159                  * Remove function-return probe instances associated with this
2160                  * task and put them back on the free list.
2161                  */
2162                 kprobe_flush_task(prev);
2163                 put_task_struct(prev);
2164         }
2165 }
2166
2167 /**
2168  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2169  * @prev: the thread we just switched away from.
2170  */
2171 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2172         __releases(rq->lock)
2173 {
2174         struct rq *rq = this_rq();
2175
2176         finish_task_switch(rq, prev);
2177 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2178         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2179         preempt_enable();
2180 #endif
2181         if (current->set_child_tid)
2182                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2183 }
2184
2185 /*
2186  * context_switch - switch to the new MM and the new
2187  * thread's register state.
2188  */
2189 static inline void
2190 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2191                struct task_struct *next)
2192 {
2193         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2194
2195         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2196         mm = next->mm;
2197         oldmm = prev->active_mm;
2198         /*
2199          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2200          * combine the page table reload and the switch backend into
2201          * one hypercall.
2202          */
2203         arch_enter_lazy_cpu_mode();
2204
2205         if (unlikely(!mm)) {
2206                 next->active_mm = oldmm;
2207                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2208                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2209         } else
2210                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2211
2212         if (unlikely(!prev->mm)) {
2213                 prev->active_mm = NULL;
2214                 rq->prev_mm = oldmm;
2215         }
2216         /*
2217          * Since the runqueue lock will be released by the next
2218          * task (which is an invalid locking op but in the case
2219          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2220          * do an early lockdep release here:
2221          */
2222 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2223         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2224 #endif
2225
2226         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2227         switch_to(prev, next, prev);
2228
2229         barrier();
2230         /*
2231          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2232          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2233          * frame will be invalid.
2234          */
2235         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2236 }
2237
2238 /*
2239  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2240  *
2241  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2242  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2243  * number of context switches performed since bootup.
2244  */
2245 unsigned long nr_running(void)
2246 {
2247         unsigned long i, sum = 0;
2248
2249         for_each_online_cpu(i)
2250                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2251
2252         return sum;
2253 }
2254
2255 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2256 {
2257         unsigned long i, sum = 0;
2258
2259         for_each_possible_cpu(i)
2260                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2261
2262         /*
2263          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2264          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2265          */
2266         if (unlikely((long)sum < 0))
2267                 sum = 0;
2268
2269         return sum;
2270 }
2271
2272 unsigned long long nr_context_switches(void)
2273 {
2274         int i;
2275         unsigned long long sum = 0;
2276
2277         for_each_possible_cpu(i)
2278                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2279
2280         return sum;
2281 }
2282
2283 unsigned long nr_iowait(void)
2284 {
2285         unsigned long i, sum = 0;
2286
2287         for_each_possible_cpu(i)
2288                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2289
2290         return sum;
2291 }
2292
2293 unsigned long nr_active(void)
2294 {
2295         unsigned long i, running = 0, uninterruptible = 0;
2296
2297         for_each_online_cpu(i) {
2298                 running += cpu_rq(i)->nr_running;
2299                 uninterruptible += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2300         }
2301
2302         if (unlikely((long)uninterruptible < 0))
2303                 uninterruptible = 0;
2304
2305         return running + uninterruptible;
2306 }
2307
2308 /*
2309  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2310  * scheduler tick (TICK_NSEC).
2311  */
2312 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
2313 {
2314         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
2315         int i, scale;
2316
2317         this_rq->nr_load_updates++;
2318
2319         /* Update our load: */
2320         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2321                 unsigned long old_load, new_load;
2322
2323                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2324
2325                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2326                 new_load = this_load;
2327                 /*
2328                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2329                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2330                  * example.
2331                  */
2332                 if (new_load > old_load)
2333                         new_load += scale-1;
2334                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
2335         }
2336 }
2337
2338 #ifdef CONFIG_SMP
2339
2340 /*
2341  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2342  *
2343  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2344  * you need to do so manually before calling.
2345  */
2346 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2347         __acquires(rq1->lock)
2348         __acquires(rq2->lock)
2349 {
2350         BUG_ON(!irqs_disabled());
2351         if (rq1 == rq2) {
2352                 spin_lock(&rq1->lock);
2353                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2354         } else {
2355                 if (rq1 < rq2) {
2356                         spin_lock(&rq1->lock);
2357                         spin_lock(&rq2->lock);
2358                 } else {
2359                         spin_lock(&rq2->lock);
2360                         spin_lock(&rq1->lock);
2361                 }
2362         }
2363         update_rq_clock(rq1);
2364         update_rq_clock(rq2);
2365 }
2366
2367 /*
2368  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2369  *
2370  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2371  * you need to do so manually after calling.
2372  */
2373 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2374         __releases(rq1->lock)
2375         __releases(rq2->lock)
2376 {
2377         spin_unlock(&rq1->lock);
2378         if (rq1 != rq2)
2379                 spin_unlock(&rq2->lock);
2380         else
2381                 __release(rq2->lock);
2382 }
2383
2384 /*
2385  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
2386  */
2387 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2388         __releases(this_rq->lock)
2389         __acquires(busiest->lock)
2390         __acquires(this_rq->lock)
2391 {
2392         int ret = 0;
2393
2394         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
2395                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
2396                 spin_unlock(&this_rq->lock);
2397                 BUG_ON(1);
2398         }
2399         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
2400                 if (busiest < this_rq) {
2401                         spin_unlock(&this_rq->lock);
2402                         spin_lock(&busiest->lock);
2403                         spin_lock(&this_rq->lock);
2404                         ret = 1;
2405                 } else
2406                         spin_lock(&busiest->lock);
2407         }
2408         return ret;
2409 }
2410
2411 /*
2412  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
2413  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
2414  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
2415  * the cpu_allowed mask is restored.
2416  */
2417 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
2418 {
2419         struct migration_req req;
2420         unsigned long flags;
2421         struct rq *rq;
2422
2423         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2424         if (!cpu_isset(dest_cpu, p->cpus_allowed)
2425             || unlikely(cpu_is_offline(dest_cpu)))
2426                 goto out;
2427
2428         /* force the process onto the specified CPU */
2429         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
2430                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
2431                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
2432
2433                 get_task_struct(mt);
2434                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2435                 wake_up_process(mt);
2436                 put_task_struct(mt);
2437                 wait_for_completion(&req.done);
2438
2439                 return;
2440         }
2441 out:
2442         task_rq_unlock(rq, &flags);
2443 }
2444
2445 /*
2446  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2447  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2448  */
2449 void sched_exec(void)
2450 {
2451         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
2452         new_cpu = sched_balance_self(this_cpu, SD_BALANCE_EXEC);
2453         put_cpu();
2454         if (new_cpu != this_cpu)
2455                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
2456 }
2457
2458 /*
2459  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
2460  * Both runqueues must be locked.
2461  */
2462 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
2463                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
2464 {
2465         deactivate_task(src_rq, p, 0);
2466         set_task_cpu(p, this_cpu);
2467         activate_task(this_rq, p, 0);
2468         /*
2469          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
2470          * to be always true for them.
2471          */
2472         check_preempt_curr(this_rq, p);
2473 }
2474
2475 /*
2476  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
2477  */
2478 static
2479 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
2480                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2481                      int *all_pinned)
2482 {
2483         /*
2484          * We do not migrate tasks that are:
2485          * 1) running (obviously), or
2486          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
2487          * 3) are cache-hot on their current CPU.
2488          */
2489         if (!cpu_isset(this_cpu, p->cpus_allowed)) {
2490                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
2491                 return 0;
2492         }
2493         *all_pinned = 0;
2494
2495         if (task_running(rq, p)) {
2496                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
2497                 return 0;
2498         }
2499
2500         /*
2501          * Aggressive migration if:
2502          * 1) task is cache cold, or
2503          * 2) too many balance attempts have failed.
2504          */
2505
2506         if (!task_hot(p, rq->clock, sd) ||
2507                         sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
2508 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2509                 if (task_hot(p, rq->clock, sd)) {
2510                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
2511                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
2512                 }
2513 #endif
2514                 return 1;
2515         }
2516
2517         if (task_hot(p, rq->clock, sd)) {
2518                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
2519                 return 0;
2520         }
2521         return 1;
2522 }
2523
2524 static unsigned long
2525 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2526               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
2527               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
2528               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
2529 {
2530         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0, skip_for_load;
2531         struct task_struct *p;
2532         long rem_load_move = max_load_move;
2533
2534         if (max_load_move == 0)
2535                 goto out;
2536
2537         pinned = 1;
2538
2539         /*
2540          * Start the load-balancing iterator:
2541          */
2542         p = iterator->start(iterator->arg);
2543 next:
2544         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
2545                 goto out;
2546         /*
2547          * To help distribute high priority tasks across CPUs we don't
2548          * skip a task if it will be the highest priority task (i.e. smallest
2549          * prio value) on its new queue regardless of its load weight
2550          */
2551         skip_for_load = (p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move +
2552                                                          SCHED_LOAD_SCALE_FUZZ;
2553         if ((skip_for_load && p->prio >= *this_best_prio) ||
2554             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
2555                 p = iterator->next(iterator->arg);
2556                 goto next;
2557         }
2558
2559         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2560         pulled++;
2561         rem_load_move -= p->se.load.weight;
2562
2563         /*
2564          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
2565          */
2566         if (rem_load_move > 0) {
2567                 if (p->prio < *this_best_prio)
2568                         *this_best_prio = p->prio;
2569                 p = iterator->next(iterator->arg);
2570                 goto next;
2571         }
2572 out:
2573         /*
2574          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
2575          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
2576          * inside pull_task().
2577          */
2578         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
2579
2580         if (all_pinned)
2581                 *all_pinned = pinned;
2582
2583         return max_load_move - rem_load_move;
2584 }
2585
2586 /*
2587  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
2588  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
2589  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
2590  *
2591  * Called with both runqueues locked.
2592  */
2593 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2594                       unsigned long max_load_move,
2595                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2596                       int *all_pinned)
2597 {
2598         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
2599         unsigned long total_load_moved = 0;
2600         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
2601
2602         do {
2603                 total_load_moved +=
2604                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
2605                                 max_load_move - total_load_moved,
2606                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
2607                 class = class->next;
2608         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
2609
2610         return total_load_moved > 0;
2611 }
2612
2613 static int
2614 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2615                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2616                    struct rq_iterator *iterator)
2617 {
2618         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
2619         int pinned = 0;
2620
2621         while (p) {
2622                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
2623                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2624                         /*
2625                          * Right now, this is only the second place pull_task()
2626                          * is called, so we can safely collect pull_task()
2627                          * stats here rather than inside pull_task().
2628                          */
2629                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
2630
2631                         return 1;
2632                 }
2633                 p = iterator->next(iterator->arg);
2634         }
2635
2636         return 0;
2637 }
2638
2639 /*
2640  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
2641  * part of active balancing operations within "domain".
2642  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
2643  *
2644  * Called with both runqueues locked.
2645  */
2646 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2647                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
2648 {
2649         const struct sched_class *class;
2650
2651         for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
2652                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
2653                         return 1;
2654
2655         return 0;
2656 }
2657
2658 /*
2659  * find_busiest_group finds and returns the busiest CPU group within the
2660  * domain. It calculates and returns the amount of weighted load which
2661  * should be moved to restore balance via the imbalance parameter.
2662  */
2663 static struct sched_group *
2664 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2665                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
2666                    int *sd_idle, cpumask_t *cpus, int *balance)
2667 {
2668         struct sched_group *busiest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
2669         unsigned long max_load, avg_load, total_load, this_load, total_pwr;
2670         unsigned long max_pull;
2671         unsigned long busiest_load_per_task, busiest_nr_running;
2672         unsigned long this_load_per_task, this_nr_running;
2673         int load_idx, group_imb = 0;
2674 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2675         int power_savings_balance = 1;
2676         unsigned long leader_nr_running = 0, min_load_per_task = 0;
2677         unsigned long min_nr_running = ULONG_MAX;
2678         struct sched_group *group_min = NULL, *group_leader = NULL;
2679 #endif
2680
2681         max_load = this_load = total_load = total_pwr = 0;
2682         busiest_load_per_task = busiest_nr_running = 0;
2683         this_load_per_task = this_nr_running = 0;
2684         if (idle == CPU_NOT_IDLE)
2685                 load_idx = sd->busy_idx;
2686         else if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
2687                 load_idx = sd->newidle_idx;
2688         else
2689                 load_idx = sd->idle_idx;
2690
2691         do {
2692                 unsigned long load, group_capacity, max_cpu_load, min_cpu_load;
2693                 int local_group;
2694                 int i;
2695                 int __group_imb = 0;
2696                 unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
2697                 unsigned long sum_nr_running, sum_weighted_load;
2698
2699                 local_group = cpu_isset(this_cpu, group->cpumask);
2700
2701                 if (local_group)
2702                         balance_cpu = first_cpu(group->cpumask);
2703
2704                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2705                 sum_weighted_load = sum_nr_running = avg_load = 0;
2706                 max_cpu_load = 0;
2707                 min_cpu_load = ~0UL;
2708
2709                 for_each_cpu_mask(i, group->cpumask) {
2710                         struct rq *rq;
2711
2712                         if (!cpu_isset(i, *cpus))
2713                                 continue;
2714
2715                         rq = cpu_rq(i);
2716
2717                         if (*sd_idle && rq->nr_running)
2718                                 *sd_idle = 0;
2719
2720                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2721                         if (local_group) {
2722                                 if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
2723                                         first_idle_cpu = 1;
2724                                         balance_cpu = i;
2725                                 }
2726
2727                                 load = target_load(i, load_idx);
2728                         } else {
2729                                 load = source_load(i, load_idx);
2730                                 if (load > max_cpu_load)
2731                                         max_cpu_load = load;
2732                                 if (min_cpu_load > load)
2733                                         min_cpu_load = load;
2734                         }
2735
2736                         avg_load += load;
2737                         sum_nr_running += rq->nr_running;
2738                         sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
2739                 }
2740
2741                 /*
2742                  * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
2743                  * is eligible for doing load balancing at this and above
2744                  * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
2745                  * to do the newly idle load balance.
2746                  */
2747                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
2748                     balance_cpu != this_cpu && balance) {
2749                         *balance = 0;
2750                         goto ret;
2751                 }
2752
2753                 total_load += avg_load;
2754                 total_pwr += group->__cpu_power;
2755
2756                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2757                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
2758                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
2759
2760                 if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > SCHED_LOAD_SCALE)
2761                         __group_imb = 1;
2762
2763                 group_capacity = group->__cpu_power / SCHED_LOAD_SCALE;
2764
2765                 if (local_group) {
2766                         this_load = avg_load;
2767                         this = group;
2768                         this_nr_running = sum_nr_running;
2769                         this_load_per_task = sum_weighted_load;
2770                 } else if (avg_load > max_load &&
2771                            (sum_nr_running > group_capacity || __group_imb)) {
2772                         max_load = avg_load;
2773                         busiest = group;
2774                         busiest_nr_running = sum_nr_running;
2775                         busiest_load_per_task = sum_weighted_load;
2776                         group_imb = __group_imb;
2777                 }
2778
2779 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2780                 /*
2781                  * Busy processors will not participate in power savings
2782                  * balance.
2783                  */
2784                 if (idle == CPU_NOT_IDLE ||
2785                                 !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2786                         goto group_next;
2787
2788                 /*
2789                  * If the local group is idle or completely loaded
2790                  * no need to do power savings balance at this domain
2791                  */
2792                 if (local_group && (this_nr_running >= group_capacity ||
2793                                     !this_nr_running))
2794                         power_savings_balance = 0;
2795
2796                 /*
2797                  * If a group is already running at full capacity or idle,
2798                  * don't include that group in power savings calculations
2799                  */
2800                 if (!power_savings_balance || sum_nr_running >= group_capacity
2801                     || !sum_nr_running)
2802                         goto group_next;
2803
2804                 /*
2805                  * Calculate the group which has the least non-idle load.
2806                  * This is the group from where we need to pick up the load
2807                  * for saving power
2808                  */
2809                 if ((sum_nr_running < min_nr_running) ||
2810                     (sum_nr_running == min_nr_running &&
2811                      first_cpu(group->cpumask) <
2812                      first_cpu(group_min->cpumask))) {
2813                         group_min = group;
2814                         min_nr_running = sum_nr_running;
2815                         min_load_per_task = sum_weighted_load /
2816                                                 sum_nr_running;
2817                 }
2818
2819                 /*
2820                  * Calculate the group which is almost near its
2821                  * capacity but still has some space to pick up some load
2822                  * from other group and save more power
2823                  */
2824                 if (sum_nr_running <= group_capacity - 1) {
2825                         if (sum_nr_running > leader_nr_running ||
2826                             (sum_nr_running == leader_nr_running &&
2827                              first_cpu(group->cpumask) >
2828                               first_cpu(group_leader->cpumask))) {
2829                                 group_leader = group;
2830                                 leader_nr_running = sum_nr_running;
2831                         }
2832                 }
2833 group_next:
2834 #endif
2835                 group = group->next;
2836         } while (group != sd->groups);
2837
2838         if (!busiest || this_load >= max_load || busiest_nr_running == 0)
2839                 goto out_balanced;
2840
2841         avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * total_load) / total_pwr;
2842
2843         if (this_load >= avg_load ||
2844                         100*max_load <= sd->imbalance_pct*this_load)
2845                 goto out_balanced;
2846
2847         busiest_load_per_task /= busiest_nr_running;
2848         if (group_imb)
2849                 busiest_load_per_task = min(busiest_load_per_task, avg_load);
2850
2851         /*
2852          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
2853          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
2854          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
2855          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
2856          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
2857          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
2858          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
2859          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
2860          * appear as very large values with unsigned longs.
2861          */
2862         if (max_load <= busiest_load_per_task)
2863                 goto out_balanced;
2864
2865         /*
2866          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
2867          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
2868          * its cpu_power, while calculating max_load..)
2869          */
2870         if (max_load < avg_load) {
2871                 *imbalance = 0;
2872                 goto small_imbalance;
2873         }
2874
2875         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
2876         max_pull = min(max_load - avg_load, max_load - busiest_load_per_task);
2877
2878         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
2879         *imbalance = min(max_pull * busiest->__cpu_power,
2880                                 (avg_load - this_load) * this->__cpu_power)
2881                         / SCHED_LOAD_SCALE;
2882
2883         /*
2884          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
2885          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
2886          * a think about bumping its value to force at least one task to be
2887          * moved
2888          */
2889         if (*imbalance < busiest_load_per_task) {
2890                 unsigned long tmp, pwr_now, pwr_move;
2891                 unsigned int imbn;
2892
2893 small_imbalance:
2894                 pwr_move = pwr_now = 0;
2895                 imbn = 2;
2896                 if (this_nr_running) {
2897                         this_load_per_task /= this_nr_running;
2898                         if (busiest_load_per_task > this_load_per_task)
2899                                 imbn = 1;
2900                 } else
2901                         this_load_per_task = SCHED_LOAD_SCALE;
2902
2903                 if (max_load - this_load + SCHED_LOAD_SCALE_FUZZ >=
2904                                         busiest_load_per_task * imbn) {
2905                         *imbalance = busiest_load_per_task;
2906                         return busiest;
2907                 }
2908
2909                 /*
2910                  * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
2911                  * however we may be able to increase total CPU power used by
2912                  * moving them.
2913                  */
2914
2915                 pwr_now += busiest->__cpu_power *
2916                                 min(busiest_load_per_task, max_load);
2917                 pwr_now += this->__cpu_power *
2918                                 min(this_load_per_task, this_load);
2919                 pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
2920
2921                 /* Amount of load we'd subtract */
2922                 tmp = sg_div_cpu_power(busiest,
2923                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
2924                 if (max_load > tmp)
2925                         pwr_move += busiest->__cpu_power *
2926                                 min(busiest_load_per_task, max_load - tmp);
2927
2928                 /* Amount of load we'd add */
2929                 if (max_load * busiest->__cpu_power <
2930                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
2931                         tmp = sg_div_cpu_power(this,
2932                                         max_load * busiest->__cpu_power);
2933                 else
2934                         tmp = sg_div_cpu_power(this,
2935                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
2936                 pwr_move += this->__cpu_power *
2937                                 min(this_load_per_task, this_load + tmp);
2938                 pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
2939
2940                 /* Move if we gain throughput */
2941                 if (pwr_move > pwr_now)
2942                         *imbalance = busiest_load_per_task;
2943         }
2944
2945         return busiest;
2946
2947 out_balanced:
2948 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2949         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2950                 goto ret;
2951
2952         if (this == group_leader && group_leader != group_min) {
2953                 *imbalance = min_load_per_task;
2954                 return group_min;
2955         }
2956 #endif
2957 ret:
2958         *imbalance = 0;
2959         return NULL;
2960 }
2961
2962 /*
2963  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
2964  */
2965 static struct rq *
2966 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
2967                    unsigned long imbalance, cpumask_t *cpus)
2968 {
2969         struct rq *busiest = NULL, *rq;
2970         unsigned long max_load = 0;
2971         int i;
2972
2973         for_each_cpu_mask(i, group->cpumask) {
2974                 unsigned long wl;
2975
2976                 if (!cpu_isset(i, *cpus))
2977                         continue;
2978
2979                 rq = cpu_rq(i);
2980                 wl = weighted_cpuload(i);
2981
2982                 if (rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
2983                         continue;
2984
2985                 if (wl > max_load) {
2986                         max_load = wl;
2987                         busiest = rq;
2988                 }
2989         }
2990
2991         return busiest;
2992 }
2993
2994 /*
2995  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
2996  * so long as it is large enough.
2997  */
2998 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
2999
3000 /*
3001  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3002  * tasks if there is an imbalance.
3003  */
3004 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
3005                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3006                         int *balance)
3007 {
3008         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
3009         struct sched_group *group;
3010         unsigned long imbalance;
3011         struct rq *busiest;
3012         cpumask_t cpus = CPU_MASK_ALL;
3013         unsigned long flags;
3014
3015         /*
3016          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3017          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3018          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
3019          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3020          */
3021         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3022             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3023                 sd_idle = 1;
3024
3025         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
3026
3027 redo:
3028         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
3029                                    &cpus, balance);
3030
3031         if (*balance == 0)
3032                 goto out_balanced;
3033
3034         if (!group) {
3035                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
3036                 goto out_balanced;
3037         }
3038
3039         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, &cpus);
3040         if (!busiest) {
3041                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
3042                 goto out_balanced;
3043         }
3044
3045         BUG_ON(busiest == this_rq);
3046
3047         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
3048
3049         ld_moved = 0;
3050         if (busiest->nr_running > 1) {
3051                 /*
3052                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
3053                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
3054                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
3055                  * correctly treated as an imbalance.
3056                  */
3057                 local_irq_save(flags);
3058                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
3059                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3060                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
3061                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
3062                 local_irq_restore(flags);
3063
3064                 /*
3065                  * some other cpu did the load balance for us.
3066                  */
3067                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
3068                         resched_cpu(this_cpu);
3069
3070                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
3071                 if (unlikely(all_pinned)) {
3072                         cpu_clear(cpu_of(busiest), cpus);
3073                         if (!cpus_empty(cpus))
3074                                 goto redo;
3075                         goto out_balanced;
3076                 }
3077         }
3078
3079         if (!ld_moved) {
3080                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
3081                 sd->nr_balance_failed++;
3082
3083                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
3084
3085                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
3086
3087                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
3088                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
3089                          */
3090                         if (!cpu_isset(this_cpu, busiest->curr->cpus_allowed)) {
3091                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3092                                 all_pinned = 1;
3093                                 goto out_one_pinned;
3094                         }
3095
3096                         if (!busiest->active_balance) {
3097                                 busiest->active_balance = 1;
3098                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
3099                                 active_balance = 1;
3100                         }
3101                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3102                         if (active_balance)
3103                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
3104
3105                         /*
3106                          * We've kicked active balancing, reset the failure
3107                          * counter.
3108                          */
3109                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
3110                 }
3111         } else
3112                 sd->nr_balance_failed = 0;
3113
3114         if (likely(!active_balance)) {
3115                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
3116                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
3117         } else {
3118                 /*
3119                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
3120                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
3121                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3122                  * move_tasks).
3123                  */
3124                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3125                         sd->balance_interval *= 2;
3126         }
3127
3128         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3129             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3130                 return -1;
3131         return ld_moved;
3132
3133 out_balanced:
3134         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3135
3136         sd->nr_balance_failed = 0;
3137
3138 out_one_pinned:
3139         /* tune up the balancing interval */
3140         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3141                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3142                 sd->balance_interval *= 2;
3143
3144         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3145             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3146                 return -1;
3147         return 0;
3148 }
3149
3150 /*
3151  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3152  * tasks if there is an imbalance.
3153  *
3154  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
3155  * this_rq is locked.
3156  */
3157 static int
3158 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
3159 {
3160         struct sched_group *group;
3161         struct rq *busiest = NULL;
3162         unsigned long imbalance;
3163         int ld_moved = 0;
3164         int sd_idle = 0;
3165         int all_pinned = 0;
3166         cpumask_t cpus = CPU_MASK_ALL;
3167
3168         /*
3169          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3170          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3171          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
3172          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3173          */
3174         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3175             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3176                 sd_idle = 1;
3177
3178         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
3179 redo:
3180         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
3181                                    &sd_idle, &cpus, NULL);
3182         if (!group) {
3183                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
3184                 goto out_balanced;
3185         }
3186
3187         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance,
3188                                 &cpus);
3189         if (!busiest) {
3190                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
3191                 goto out_balanced;
3192         }
3193
3194         BUG_ON(busiest == this_rq);
3195
3196         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
3197
3198         ld_moved = 0;
3199         if (busiest->nr_running > 1) {
3200                 /* Attempt to move tasks */
3201                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
3202                 /* this_rq->clock is already updated */
3203                 update_rq_clock(busiest);
3204                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3205                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
3206                                         &all_pinned);
3207                 spin_unlock(&busiest->lock);
3208
3209                 if (unlikely(all_pinned)) {
3210                         cpu_clear(cpu_of(busiest), cpus);
3211                         if (!cpus_empty(cpus))
3212                                 goto redo;
3213                 }
3214         }
3215
3216         if (!ld_moved) {
3217                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
3218                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3219                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3220                         return -1;
3221         } else
3222                 sd->nr_balance_failed = 0;
3223
3224         return ld_moved;
3225
3226 out_balanced:
3227         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
3228         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3229             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3230                 return -1;
3231         sd->nr_balance_failed = 0;
3232
3233         return 0;
3234 }
3235
3236 /*
3237  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
3238  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
3239  */
3240 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
3241 {
3242         struct sched_domain *sd;
3243         int pulled_task = -1;
3244         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
3245
3246         for_each_domain(this_cpu, sd) {
3247                 unsigned long interval;
3248
3249                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3250                         continue;
3251
3252                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
3253                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
3254                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu,
3255                                                                 this_rq, sd);
3256
3257                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
3258                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
3259                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3260                 if (pulled_task)
3261                         break;
3262         }
3263         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
3264                 /*
3265                  * We are going idle. next_balance may be set based on
3266                  * a busy processor. So reset next_balance.
3267                  */
3268                 this_rq->next_balance = next_balance;
3269         }
3270 }
3271
3272 /*
3273  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
3274  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
3275  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
3276  * logical imbalances.
3277  *
3278  * Called with busiest_rq locked.
3279  */
3280 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
3281 {
3282         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
3283         struct sched_domain *sd;
3284         struct rq *target_rq;
3285
3286         /* Is there any task to move? */
3287         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
3288                 return;
3289
3290         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
3291
3292         /*
3293          * This condition is "impossible", if it occurs
3294          * we need to fix it. Originally reported by
3295          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
3296          */
3297         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
3298
3299         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
3300         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
3301         update_rq_clock(busiest_rq);
3302         update_rq_clock(target_rq);
3303
3304         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
3305         for_each_domain(target_cpu, sd) {
3306                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
3307                     cpu_isset(busiest_cpu, sd->span))
3308                                 break;
3309         }
3310
3311         if (likely(sd)) {
3312                 schedstat_inc(sd, alb_count);
3313
3314                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
3315                                   sd, CPU_IDLE))
3316                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
3317                 else
3318                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
3319         }
3320         spin_unlock(&target_rq->lock);
3321 }
3322
3323 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3324 static struct {
3325         atomic_t load_balancer;
3326         cpumask_t cpu_mask;
3327 } nohz ____cacheline_aligned = {
3328         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
3329         .cpu_mask = CPU_MASK_NONE,
3330 };
3331
3332 /*
3333  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
3334  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
3335  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
3336  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
3337  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
3338  * arrives...
3339  *
3340  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
3341  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
3342  * nohz.cpu_mask..
3343  *
3344  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
3345  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
3346  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
3347  * there is no need for ilb owner.
3348  *
3349  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
3350  * next busy scheduler_tick()
3351  */
3352 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
3353 {
3354         int cpu = smp_processor_id();
3355
3356         if (stop_tick) {
3357                 cpu_set(cpu, nohz.cpu_mask);
3358                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
3359
3360                 /*
3361                  * If we are going offline and still the leader, give up!
3362                  */
3363                 if (cpu_is_offline(cpu) &&
3364                     atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
3365                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3366                                 BUG();
3367                         return 0;
3368                 }
3369
3370                 /* time for ilb owner also to sleep */
3371                 if (cpus_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
3372                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3373                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3374                         return 0;
3375                 }
3376
3377                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
3378                         /* make me the ilb owner */
3379                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
3380                                 return 1;
3381                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3382                         return 1;
3383         } else {
3384                 if (!cpu_isset(cpu, nohz.cpu_mask))
3385                         return 0;
3386
3387                 cpu_clear(cpu, nohz.cpu_mask);
3388
3389                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3390                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3391                                 BUG();
3392         }
3393         return 0;
3394 }
3395 #endif
3396
3397 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
3398
3399 /*
3400  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
3401  * and initiates a balancing operation if so.
3402  *
3403  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
3404  */
3405 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
3406 {
3407         int balance = 1;
3408         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3409         unsigned long interval;
3410         struct sched_domain *sd;
3411         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
3412         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
3413         int update_next_balance = 0;
3414
3415         for_each_domain(cpu, sd) {
3416                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3417                         continue;
3418
3419                 interval = sd->balance_interval;
3420                 if (idle != CPU_IDLE)
3421                         interval *= sd->busy_factor;
3422
3423                 /* scale ms to jiffies */
3424                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
3425                 if (unlikely(!interval))
3426                         interval = 1;
3427                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
3428                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
3429
3430
3431                 if (sd->flags & SD_SERIALIZE) {
3432                         if (!spin_trylock(&balancing))
3433                                 goto out;
3434                 }
3435
3436                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
3437                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
3438                                 /*
3439                                  * We've pulled tasks over so either we're no
3440                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
3441                                  * not idle.
3442                                  */
3443                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
3444                         }
3445                         sd->last_balance = jiffies;
3446                 }
3447                 if (sd->flags & SD_SERIALIZE)
3448                         spin_unlock(&balancing);
3449 out:
3450                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
3451                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3452                         update_next_balance = 1;
3453                 }
3454
3455                 /*
3456                  * Stop the load balance at this level. There is another
3457                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
3458                  * actively.
3459                  */
3460                 if (!balance)
3461                         break;
3462         }
3463
3464         /*
3465          * next_balance will be updated only when there is a need.
3466          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
3467          * updated.
3468          */
3469         if (likely(update_next_balance))
3470                 rq->next_balance = next_balance;
3471 }
3472
3473 /*
3474  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
3475  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
3476  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
3477  */
3478 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
3479 {
3480         int this_cpu = smp_processor_id();
3481         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3482         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
3483                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
3484
3485         rebalance_domains(this_cpu, idle);
3486
3487 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3488         /*
3489          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
3490          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
3491          * stopped.
3492          */
3493         if (this_rq->idle_at_tick &&
3494             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
3495                 cpumask_t cpus = nohz.cpu_mask;
3496                 struct rq *rq;
3497                 int balance_cpu;
3498
3499                 cpu_clear(this_cpu, cpus);
3500                 for_each_cpu_mask(balance_cpu, cpus) {
3501                         /*
3502                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
3503                          * work being done for other cpus. Next load
3504                          * balancing owner will pick it up.
3505                          */
3506                         if (need_resched())
3507                                 break;
3508
3509                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
3510
3511                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
3512                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
3513                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
3514                 }
3515         }
3516 #endif
3517 }
3518
3519 /*
3520  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
3521  *
3522  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
3523  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
3524  * if the whole system is idle.
3525  */
3526 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
3527 {
3528 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3529         /*
3530          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
3531          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
3532          * load balancer.
3533          */
3534         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
3535                 rq->in_nohz_recently = 0;
3536
3537                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
3538                         cpu_clear(cpu, nohz.cpu_mask);
3539                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3540                 }
3541
3542                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
3543                         /*
3544                          * simple selection for now: Nominate the
3545                          * first cpu in the nohz list to be the next
3546                          * ilb owner.
3547                          *
3548                          * TBD: Traverse the sched domains and nominate
3549                          * the nearest cpu in the nohz.cpu_mask.
3550                          */
3551                         int ilb = first_cpu(nohz.cpu_mask);
3552
3553                         if (ilb != NR_CPUS)
3554                                 resched_cpu(ilb);
3555                 }
3556         }
3557
3558         /*
3559          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
3560          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
3561          */
3562         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
3563             cpus_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
3564                 resched_cpu(cpu);
3565                 return;
3566         }
3567
3568         /*
3569          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
3570          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
3571          */
3572         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
3573             cpu_isset(cpu, nohz.cpu_mask))
3574                 return;
3575 #endif
3576         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
3577                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
3578 }
3579
3580 #else   /* CONFIG_SMP */
3581
3582 /*
3583  * on UP we do not need to balance between CPUs:
3584  */
3585 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
3586 {
3587 }
3588
3589 #endif
3590
3591 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3592
3593 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3594
3595 /*
3596  * Return p->sum_exec_runtime plus any more ns on the sched_clock
3597  * that have not yet been banked in case the task is currently running.
3598  */
3599 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3600 {
3601         unsigned long flags;
3602         u64 ns, delta_exec;
3603         struct rq *rq;
3604
3605         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3606         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3607         if (task_current(rq, p)) {
3608                 update_rq_clock(rq);
3609                 delta_exec = rq->clock - p->se.exec_start;
3610                 if ((s64)delta_exec > 0)
3611                         ns += delta_exec;
3612         }
3613         task_rq_unlock(rq, &flags);
3614
3615         return ns;
3616 }
3617
3618 /*
3619  * Account user cpu time to a process.
3620  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3621  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
3622  */
3623 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
3624 {
3625         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3626         cputime64_t tmp;
3627
3628         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
3629
3630         /* Add user time to cpustat. */
3631         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3632         if (TASK_NICE(p) > 0)
3633                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
3634         else
3635                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
3636 }
3637
3638 /*
3639  * Account guest cpu time to a process.
3640  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3641  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
3642  */
3643 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
3644 {
3645         cputime64_t tmp;
3646         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3647
3648         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3649
3650         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
3651         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
3652
3653         cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
3654         cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
3655 }
3656
3657 /*
3658  * Account scaled user cpu time to a process.
3659  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3660  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
3661  */
3662 void account_user_time_scaled(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
3663 {
3664         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime);
3665 }
3666
3667 /*
3668  * Account system cpu time to a process.
3669  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3670  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
3671  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
3672  */
3673 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
3674                          cputime_t cputime)
3675 {
3676         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3677         struct rq *rq = this_rq();
3678         cputime64_t tmp;
3679
3680         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0))
3681                 return account_guest_time(p, cputime);
3682
3683         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
3684
3685         /* Add system time to cpustat. */
3686         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3687         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
3688                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
3689         else if (softirq_count())
3690                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
3691         else if (p != rq->idle)
3692                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
3693         else if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
3694                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, tmp);
3695         else
3696                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, tmp);
3697         /* Account for system time used */
3698         acct_update_integrals(p);
3699 }
3700
3701 /*
3702  * Account scaled system cpu time to a process.
3703  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3704  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
3705  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
3706  */
3707 void account_system_time_scaled(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
3708 {
3709         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime);
3710 }
3711
3712 /*
3713  * Account for involuntary wait time.
3714  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
3715  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
3716  */
3717 void account_steal_time(struct task_struct *p, cputime_t steal)
3718 {
3719         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3720         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(steal);
3721         struct rq *rq = this_rq();
3722
3723         if (p == rq->idle) {
3724                 p->stime = cputime_add(p->stime, steal);
3725                 if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
3726                         cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, tmp);
3727                 else
3728                         cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, tmp);
3729         } else
3730                 cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, tmp);
3731 }
3732
3733 /*
3734  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3735  * We call it with interrupts disabled.
3736  *
3737  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
3738  * timeslices.
3739  */
3740 void scheduler_tick(void)
3741 {
3742         int cpu = smp_processor_id();
3743         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3744         struct task_struct *curr = rq->curr;
3745         u64 next_tick = rq->tick_timestamp + TICK_NSEC;
3746
3747         spin_lock(&rq->lock);
3748         __update_rq_clock(rq);
3749         /*
3750          * Let rq->clock advance by at least TICK_NSEC:
3751          */
3752         if (unlikely(rq->clock < next_tick)) {
3753                 rq->clock = next_tick;
3754                 rq->clock_underflows++;
3755         }
3756         rq->tick_timestamp = rq->clock;
3757         update_cpu_load(rq);
3758         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3759         update_sched_rt_period(rq);
3760         spin_unlock(&rq->lock);
3761
3762 #ifdef CONFIG_SMP
3763         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
3764         trigger_load_balance(rq, cpu);
3765 #endif
3766 }
3767
3768 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3769
3770 void __kprobes add_preempt_count(int val)
3771 {
3772         /*
3773          * Underflow?
3774          */
3775         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3776                 return;
3777         preempt_count() += val;
3778         /*
3779          * Spinlock count overflowing soon?
3780          */
3781         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3782                                 PREEMPT_MASK - 10);
3783 }
3784 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
3785
3786 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
3787 {
3788         /*
3789          * Underflow?
3790          */
3791         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3792                 return;
3793         /*
3794          * Is the spinlock portion underflowing?
3795          */
3796         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3797                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3798                 return;
3799
3800         preempt_count() -= val;
3801 }
3802 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
3803
3804 #endif
3805
3806 /*
3807  * Print scheduling while atomic bug:
3808  */
3809 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3810 {
3811         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
3812
3813         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3814                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3815
3816         debug_show_held_locks(prev);
3817         if (irqs_disabled())
3818                 print_irqtrace_events(prev);
3819
3820         if (regs)
3821                 show_regs(regs);
3822         else
3823                 dump_stack();
3824 }
3825
3826 /*
3827  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3828  */
3829 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3830 {
3831         /*
3832          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
3833          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
3834          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
3835          */
3836         if (unlikely(in_atomic_preempt_off()) && unlikely(!prev->exit_state))
3837                 __schedule_bug(prev);
3838
3839         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3840
3841         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
3842 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3843         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
3844                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
3845                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
3846         }
3847 #endif
3848 }
3849
3850 /*
3851  * Pick up the highest-prio task:
3852  */
3853 static inline struct task_struct *
3854 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3855 {
3856         const struct sched_class *class;
3857         struct task_struct *p;
3858
3859         /*
3860          * Optimization: we know that if all tasks are in
3861          * the fair class we can call that function directly:
3862          */
3863         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
3864                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
3865                 if (likely(p))
3866                         return p;
3867         }
3868
3869         class = sched_class_highest;
3870         for ( ; ; ) {
3871                 p = class->pick_next_task(rq);
3872                 if (p)
3873                         return p;
3874                 /*
3875                  * Will never be NULL as the idle class always
3876                  * returns a non-NULL p:
3877                  */
3878                 class = class->next;
3879         }
3880 }
3881
3882 /*
3883  * schedule() is the main scheduler function.
3884  */
3885 asmlinkage void __sched schedule(void)
3886 {
3887         struct task_struct *prev, *next;
3888         long *switch_count;
3889         struct rq *rq;
3890         int cpu;
3891
3892 need_resched:
3893         preempt_disable();
3894         cpu = smp_processor_id();
3895         rq = cpu_rq(cpu);
3896         rcu_qsctr_inc(cpu);
3897         prev = rq->curr;
3898         switch_count = &prev->nivcsw;
3899
3900         release_kernel_lock(prev);
3901 need_resched_nonpreemptible:
3902
3903         schedule_debug(prev);
3904
3905         hrtick_clear(rq);
3906
3907         /*
3908          * Do the rq-clock update outside the rq lock:
3909          */
3910         local_irq_disable();
3911         __update_rq_clock(rq);
3912         spin_lock(&rq->lock);
3913         clear_tsk_need_resched(prev);
3914
3915         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
3916                 if (unlikely((prev->state & TASK_INTERRUPTIBLE) &&
3917                                 unlikely(signal_pending(prev)))) {
3918                         prev->state = TASK_RUNNING;
3919                 } else {
3920                         deactivate_task(rq, prev, 1);
3921                 }
3922                 switch_count = &prev->nvcsw;
3923         }
3924
3925 #ifdef CONFIG_SMP
3926         if (prev->sched_class->pre_schedule)
3927                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
3928 #endif
3929
3930         if (unlikely(!rq->nr_running))
3931                 idle_balance(cpu, rq);
3932
3933         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
3934         next = pick_next_task(rq, prev);
3935
3936         sched_info_switch(prev, next);
3937
3938         if (likely(prev != next)) {
3939                 rq->nr_switches++;
3940                 rq->curr = next;
3941                 ++*switch_count;
3942
3943                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3944                 /*
3945                  * the context switch might have flipped the stack from under
3946                  * us, hence refresh the local variables.
3947                  */
3948                 cpu = smp_processor_id();
3949                 rq = cpu_rq(cpu);
3950         } else
3951                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
3952
3953         hrtick_set(rq);
3954
3955         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
3956                 goto need_resched_nonpreemptible;
3957
3958         preempt_enable_no_resched();
3959         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)))
3960                 goto need_resched;
3961 }
3962 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3963
3964 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3965 /*
3966  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3967  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3968  * occur there and call schedule directly.
3969  */
3970 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
3971 {
3972         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3973         struct task_struct *task = current;
3974         int saved_lock_depth;
3975
3976         /*
3977          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3978          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3979          */
3980         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3981                 return;
3982
3983         do {
3984                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3985
3986                 /*
3987                  * We keep the big kernel semaphore locked, but we
3988                  * clear ->lock_depth so that schedule() doesnt
3989                  * auto-release the semaphore:
3990                  */
3991                 saved_lock_depth = task->lock_depth;
3992                 task->lock_depth = -1;
3993                 schedule();
3994                 task->lock_depth = saved_lock_depth;
3995                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3996
3997                 /*
3998                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3999                  * between schedule and now.
4000                  */
4001                 barrier();
4002         } while (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)));
4003 }
4004 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4005
4006 /*
4007  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
4008  * off of irq context.
4009  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4010  * protect us against recursive calling from irq.
4011  */
4012 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
4013 {
4014         struct thread_info *ti = current_thread_info();
4015         struct task_struct *task = current;
4016         int saved_lock_depth;
4017
4018         /* Catch callers which need to be fixed */
4019         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
4020
4021         do {
4022                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4023
4024                 /*
4025                  * We keep the big kernel semaphore locked, but we
4026                  * clear ->lock_depth so that schedule() doesnt
4027                  * auto-release the semaphore:
4028                  */
4029                 saved_lock_depth = task->lock_depth;
4030                 task->lock_depth = -1;
4031                 local_irq_enable();
4032                 schedule();
4033                 local_irq_disable();
4034                 task->lock_depth = saved_lock_depth;
4035                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4036
4037                 /*
4038                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4039                  * between schedule and now.
4040                  */
4041                 barrier();
4042         } while (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)));
4043 }
4044
4045 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
4046
4047 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int sync,
4048                           void *key)
4049 {
4050         return try_to_wake_up(curr->private, mode, sync);
4051 }
4052 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4053
4054 /*
4055  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
4056  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
4057  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
4058  *
4059  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
4060  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
4061  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
4062  */
4063 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4064                              int nr_exclusive, int sync, void *key)
4065 {
4066         wait_queue_t *curr, *next;
4067
4068         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
4069                 unsigned flags = curr->flags;
4070
4071                 if (curr->func(curr, mode, sync, key) &&
4072                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
4073                         break;