cecaea67ae9b3875f48b8bb1dbeba40a8a9325d1
[sfrench/cifs-2.6.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <linux/smp_lock.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/kthread.h>
58 #include <linux/seq_file.h>
59 #include <linux/sysctl.h>
60 #include <linux/syscalls.h>
61 #include <linux/times.h>
62 #include <linux/tsacct_kern.h>
63 #include <linux/kprobes.h>
64 #include <linux/delayacct.h>
65 #include <linux/reciprocal_div.h>
66 #include <linux/unistd.h>
67 #include <linux/pagemap.h>
68 #include <linux/hrtimer.h>
69
70 #include <asm/tlb.h>
71 #include <asm/irq_regs.h>
72
73 /*
74  * Scheduler clock - returns current time in nanosec units.
75  * This is default implementation.
76  * Architectures and sub-architectures can override this.
77  */
78 unsigned long long __attribute__((weak)) sched_clock(void)
79 {
80         return (unsigned long long)jiffies * (NSEC_PER_SEC / HZ);
81 }
82
83 /*
84  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
85  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
86  * and back.
87  */
88 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
89 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
90 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
91
92 /*
93  * 'User priority' is the nice value converted to something we
94  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
95  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
96  */
97 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
98 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
99 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
100
101 /*
102  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
103  */
104 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
105
106 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
107 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
108
109 /*
110  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
111  *
112  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
113  * Timeslices get refilled after they expire.
114  */
115 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
116
117 #ifdef CONFIG_SMP
118 /*
119  * Divide a load by a sched group cpu_power : (load / sg->__cpu_power)
120  * Since cpu_power is a 'constant', we can use a reciprocal divide.
121  */
122 static inline u32 sg_div_cpu_power(const struct sched_group *sg, u32 load)
123 {
124         return reciprocal_divide(load, sg->reciprocal_cpu_power);
125 }
126
127 /*
128  * Each time a sched group cpu_power is changed,
129  * we must compute its reciprocal value
130  */
131 static inline void sg_inc_cpu_power(struct sched_group *sg, u32 val)
132 {
133         sg->__cpu_power += val;
134         sg->reciprocal_cpu_power = reciprocal_value(sg->__cpu_power);
135 }
136 #endif
137
138 static inline int rt_policy(int policy)
139 {
140         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO) || unlikely(policy == SCHED_RR))
141                 return 1;
142         return 0;
143 }
144
145 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
146 {
147         return rt_policy(p->policy);
148 }
149
150 /*
151  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
152  */
153 struct rt_prio_array {
154         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
155         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
156 };
157
158 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
159
160 #include <linux/cgroup.h>
161
162 struct cfs_rq;
163
164 static LIST_HEAD(task_groups);
165
166 /* task group related information */
167 struct task_group {
168 #ifdef CONFIG_FAIR_CGROUP_SCHED
169         struct cgroup_subsys_state css;
170 #endif
171         /* schedulable entities of this group on each cpu */
172         struct sched_entity **se;
173         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
174         struct cfs_rq **cfs_rq;
175
176         struct sched_rt_entity **rt_se;
177         struct rt_rq **rt_rq;
178
179         unsigned int rt_ratio;
180
181         /*
182          * shares assigned to a task group governs how much of cpu bandwidth
183          * is allocated to the group. The more shares a group has, the more is
184          * the cpu bandwidth allocated to it.
185          *
186          * For ex, lets say that there are three task groups, A, B and C which
187          * have been assigned shares 1000, 2000 and 3000 respectively. Then,
188          * cpu bandwidth allocated by the scheduler to task groups A, B and C
189          * should be:
190          *
191          *      Bw(A) = 1000/(1000+2000+3000) * 100 = 16.66%
192          *      Bw(B) = 2000/(1000+2000+3000) * 100 = 33.33%
193          *      Bw(C) = 3000/(1000+2000+3000) * 100 = 50%
194          *
195          * The weight assigned to a task group's schedulable entities on every
196          * cpu (task_group.se[a_cpu]->load.weight) is derived from the task
197          * group's shares. For ex: lets say that task group A has been
198          * assigned shares of 1000 and there are two CPUs in a system. Then,
199          *
200          *  tg_A->se[0]->load.weight = tg_A->se[1]->load.weight = 1000;
201          *
202          * Note: It's not necessary that each of a task's group schedulable
203          *       entity have the same weight on all CPUs. If the group
204          *       has 2 of its tasks on CPU0 and 1 task on CPU1, then a
205          *       better distribution of weight could be:
206          *
207          *      tg_A->se[0]->load.weight = 2/3 * 2000 = 1333
208          *      tg_A->se[1]->load.weight = 1/2 * 2000 =  667
209          *
210          * rebalance_shares() is responsible for distributing the shares of a
211          * task groups like this among the group's schedulable entities across
212          * cpus.
213          *
214          */
215         unsigned long shares;
216
217         struct rcu_head rcu;
218         struct list_head list;
219 };
220
221 /* Default task group's sched entity on each cpu */
222 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
223 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
224 static DEFINE_PER_CPU(struct cfs_rq, init_cfs_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
225
226 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
227 static DEFINE_PER_CPU(struct rt_rq, init_rt_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
228
229 static struct sched_entity *init_sched_entity_p[NR_CPUS];
230 static struct cfs_rq *init_cfs_rq_p[NR_CPUS];
231
232 static struct sched_rt_entity *init_sched_rt_entity_p[NR_CPUS];
233 static struct rt_rq *init_rt_rq_p[NR_CPUS];
234
235 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
236  * a task group's cpu shares.
237  */
238 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
239
240 /* doms_cur_mutex serializes access to doms_cur[] array */
241 static DEFINE_MUTEX(doms_cur_mutex);
242
243 #ifdef CONFIG_SMP
244 /* kernel thread that runs rebalance_shares() periodically */
245 static struct task_struct *lb_monitor_task;
246 static int load_balance_monitor(void *unused);
247 #endif
248
249 static void set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
250
251 /* Default task group.
252  *      Every task in system belong to this group at bootup.
253  */
254 struct task_group init_task_group = {
255         .se     = init_sched_entity_p,
256         .cfs_rq = init_cfs_rq_p,
257
258         .rt_se  = init_sched_rt_entity_p,
259         .rt_rq  = init_rt_rq_p,
260 };
261
262 #ifdef CONFIG_FAIR_USER_SCHED
263 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
264 #else
265 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
266 #endif
267
268 #define MIN_GROUP_SHARES        2
269
270 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
271
272 /* return group to which a task belongs */
273 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
274 {
275         struct task_group *tg;
276
277 #ifdef CONFIG_FAIR_USER_SCHED
278         tg = p->user->tg;
279 #elif defined(CONFIG_FAIR_CGROUP_SCHED)
280         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
281                                 struct task_group, css);
282 #else
283         tg = &init_task_group;
284 #endif
285         return tg;
286 }
287
288 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
289 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
290 {
291         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
292         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
293
294         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
295         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
296 }
297
298 static inline void lock_doms_cur(void)
299 {
300         mutex_lock(&doms_cur_mutex);
301 }
302
303 static inline void unlock_doms_cur(void)
304 {
305         mutex_unlock(&doms_cur_mutex);
306 }
307
308 #else
309
310 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
311 static inline void lock_doms_cur(void) { }
312 static inline void unlock_doms_cur(void) { }
313
314 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
315
316 /* CFS-related fields in a runqueue */
317 struct cfs_rq {
318         struct load_weight load;
319         unsigned long nr_running;
320
321         u64 exec_clock;
322         u64 min_vruntime;
323
324         struct rb_root tasks_timeline;
325         struct rb_node *rb_leftmost;
326         struct rb_node *rb_load_balance_curr;
327         /* 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
328          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
329          */
330         struct sched_entity *curr;
331
332         unsigned long nr_spread_over;
333
334 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
335         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
336
337         /*
338          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
339          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
340          * (like users, containers etc.)
341          *
342          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
343          * list is used during load balance.
344          */
345         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
346         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
347 #endif
348 };
349
350 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
351 struct rt_rq {
352         struct rt_prio_array active;
353         unsigned long rt_nr_running;
354 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
355         int highest_prio; /* highest queued rt task prio */
356 #endif
357 #ifdef CONFIG_SMP
358         unsigned long rt_nr_migratory;
359         int overloaded;
360 #endif
361         int rt_throttled;
362         u64 rt_time;
363
364 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
365         unsigned long rt_nr_boosted;
366
367         struct rq *rq;
368         struct list_head leaf_rt_rq_list;
369         struct task_group *tg;
370         struct sched_rt_entity *rt_se;
371 #endif
372 };
373
374 #ifdef CONFIG_SMP
375
376 /*
377  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
378  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
379  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
380  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
381  * object.
382  *
383  */
384 struct root_domain {
385         atomic_t refcount;
386         cpumask_t span;
387         cpumask_t online;
388
389         /*
390          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
391          * one runnable RT task.
392          */
393         cpumask_t rto_mask;
394         atomic_t rto_count;
395 };
396
397 /*
398  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
399  * members (mimicking the global state we have today).
400  */
401 static struct root_domain def_root_domain;
402
403 #endif
404
405 /*
406  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
407  *
408  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
409  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
410  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
411  */
412 struct rq {
413         /* runqueue lock: */
414         spinlock_t lock;
415
416         /*
417          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
418          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
419          */
420         unsigned long nr_running;
421         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
422         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
423         unsigned char idle_at_tick;
424 #ifdef CONFIG_NO_HZ
425         unsigned char in_nohz_recently;
426 #endif
427         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
428         struct load_weight load;
429         unsigned long nr_load_updates;
430         u64 nr_switches;
431
432         struct cfs_rq cfs;
433         struct rt_rq rt;
434         u64 rt_period_expire;
435         int rt_throttled;
436
437 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
438         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
439         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
440         struct list_head leaf_rt_rq_list;
441 #endif
442
443         /*
444          * This is part of a global counter where only the total sum
445          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
446          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
447          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
448          */
449         unsigned long nr_uninterruptible;
450
451         struct task_struct *curr, *idle;
452         unsigned long next_balance;
453         struct mm_struct *prev_mm;
454
455         u64 clock, prev_clock_raw;
456         s64 clock_max_delta;
457
458         unsigned int clock_warps, clock_overflows, clock_underflows;
459         u64 idle_clock;
460         unsigned int clock_deep_idle_events;
461         u64 tick_timestamp;
462
463         atomic_t nr_iowait;
464
465 #ifdef CONFIG_SMP
466         struct root_domain *rd;
467         struct sched_domain *sd;
468
469         /* For active balancing */
470         int active_balance;
471         int push_cpu;
472         /* cpu of this runqueue: */
473         int cpu;
474
475         struct task_struct *migration_thread;
476         struct list_head migration_queue;
477 #endif
478
479 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
480         unsigned long hrtick_flags;
481         ktime_t hrtick_expire;
482         struct hrtimer hrtick_timer;
483 #endif
484
485 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
486         /* latency stats */
487         struct sched_info rq_sched_info;
488
489         /* sys_sched_yield() stats */
490         unsigned int yld_exp_empty;
491         unsigned int yld_act_empty;
492         unsigned int yld_both_empty;
493         unsigned int yld_count;
494
495         /* schedule() stats */
496         unsigned int sched_switch;
497         unsigned int sched_count;
498         unsigned int sched_goidle;
499
500         /* try_to_wake_up() stats */
501         unsigned int ttwu_count;
502         unsigned int ttwu_local;
503
504         /* BKL stats */
505         unsigned int bkl_count;
506 #endif
507         struct lock_class_key rq_lock_key;
508 };
509
510 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
511
512 static inline void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p)
513 {
514         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p);
515 }
516
517 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
518 {
519 #ifdef CONFIG_SMP
520         return rq->cpu;
521 #else
522         return 0;
523 #endif
524 }
525
526 /*
527  * Update the per-runqueue clock, as finegrained as the platform can give
528  * us, but without assuming monotonicity, etc.:
529  */
530 static void __update_rq_clock(struct rq *rq)
531 {
532         u64 prev_raw = rq->prev_clock_raw;
533         u64 now = sched_clock();
534         s64 delta = now - prev_raw;
535         u64 clock = rq->clock;
536
537 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
538         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
539 #endif
540         /*
541          * Protect against sched_clock() occasionally going backwards:
542          */
543         if (unlikely(delta < 0)) {
544                 clock++;
545                 rq->clock_warps++;
546         } else {
547                 /*
548                  * Catch too large forward jumps too:
549                  */
550                 if (unlikely(clock + delta > rq->tick_timestamp + TICK_NSEC)) {
551                         if (clock < rq->tick_timestamp + TICK_NSEC)
552                                 clock = rq->tick_timestamp + TICK_NSEC;
553                         else
554                                 clock++;
555                         rq->clock_overflows++;
556                 } else {
557                         if (unlikely(delta > rq->clock_max_delta))
558                                 rq->clock_max_delta = delta;
559                         clock += delta;
560                 }
561         }
562
563         rq->prev_clock_raw = now;
564         rq->clock = clock;
565 }
566
567 static void update_rq_clock(struct rq *rq)
568 {
569         if (likely(smp_processor_id() == cpu_of(rq)))
570                 __update_rq_clock(rq);
571 }
572
573 /*
574  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
575  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
576  *
577  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
578  * preempt-disabled sections.
579  */
580 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
581         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
582
583 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
584 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
585 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
586 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
587
588 unsigned long rt_needs_cpu(int cpu)
589 {
590         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
591         u64 delta;
592
593         if (!rq->rt_throttled)
594                 return 0;
595
596         if (rq->clock > rq->rt_period_expire)
597                 return 1;
598
599         delta = rq->rt_period_expire - rq->clock;
600         do_div(delta, NSEC_PER_SEC / HZ);
601
602         return (unsigned long)delta;
603 }
604
605 /*
606  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
607  */
608 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
609 # define const_debug __read_mostly
610 #else
611 # define const_debug static const
612 #endif
613
614 /*
615  * Debugging: various feature bits
616  */
617 enum {
618         SCHED_FEAT_NEW_FAIR_SLEEPERS    = 1,
619         SCHED_FEAT_WAKEUP_PREEMPT       = 2,
620         SCHED_FEAT_START_DEBIT          = 4,
621         SCHED_FEAT_TREE_AVG             = 8,
622         SCHED_FEAT_APPROX_AVG           = 16,
623         SCHED_FEAT_HRTICK               = 32,
624         SCHED_FEAT_DOUBLE_TICK          = 64,
625 };
626
627 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
628                 SCHED_FEAT_NEW_FAIR_SLEEPERS    * 1 |
629                 SCHED_FEAT_WAKEUP_PREEMPT       * 1 |
630                 SCHED_FEAT_START_DEBIT          * 1 |
631                 SCHED_FEAT_TREE_AVG             * 0 |
632                 SCHED_FEAT_APPROX_AVG           * 0 |
633                 SCHED_FEAT_HRTICK               * 1 |
634                 SCHED_FEAT_DOUBLE_TICK          * 0;
635
636 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & SCHED_FEAT_##x)
637
638 /*
639  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
640  * Limited because this is done with IRQs disabled.
641  */
642 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
643
644 /*
645  * period over which we measure -rt task cpu usage in ms.
646  * default: 1s
647  */
648 const_debug unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000;
649
650 #define SCHED_RT_FRAC_SHIFT     16
651 #define SCHED_RT_FRAC           (1UL << SCHED_RT_FRAC_SHIFT)
652
653 /*
654  * ratio of time -rt tasks may consume.
655  * default: 95%
656  */
657 const_debug unsigned int sysctl_sched_rt_ratio = 62259;
658
659 /*
660  * For kernel-internal use: high-speed (but slightly incorrect) per-cpu
661  * clock constructed from sched_clock():
662  */
663 unsigned long long cpu_clock(int cpu)
664 {
665         unsigned long long now;
666         unsigned long flags;
667         struct rq *rq;
668
669         local_irq_save(flags);
670         rq = cpu_rq(cpu);
671         /*
672          * Only call sched_clock() if the scheduler has already been
673          * initialized (some code might call cpu_clock() very early):
674          */
675         if (rq->idle)
676                 update_rq_clock(rq);
677         now = rq->clock;
678         local_irq_restore(flags);
679
680         return now;
681 }
682 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_clock);
683
684 #ifndef prepare_arch_switch
685 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
686 #endif
687 #ifndef finish_arch_switch
688 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
689 #endif
690
691 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
692 {
693         return rq->curr == p;
694 }
695
696 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
697 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
698 {
699         return task_current(rq, p);
700 }
701
702 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
703 {
704 }
705
706 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
707 {
708 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
709         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
710         rq->lock.owner = current;
711 #endif
712         /*
713          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
714          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
715          * prev into current:
716          */
717         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
718
719         spin_unlock_irq(&rq->lock);
720 }
721
722 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
723 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
724 {
725 #ifdef CONFIG_SMP
726         return p->oncpu;
727 #else
728         return task_current(rq, p);
729 #endif
730 }
731
732 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
733 {
734 #ifdef CONFIG_SMP
735         /*
736          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
737          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
738          * here.
739          */
740         next->oncpu = 1;
741 #endif
742 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
743         spin_unlock_irq(&rq->lock);
744 #else
745         spin_unlock(&rq->lock);
746 #endif
747 }
748
749 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
750 {
751 #ifdef CONFIG_SMP
752         /*
753          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
754          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
755          * finished.
756          */
757         smp_wmb();
758         prev->oncpu = 0;
759 #endif
760 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
761         local_irq_enable();
762 #endif
763 }
764 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
765
766 /*
767  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
768  * Must be called interrupts disabled.
769  */
770 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
771         __acquires(rq->lock)
772 {
773         for (;;) {
774                 struct rq *rq = task_rq(p);
775                 spin_lock(&rq->lock);
776                 if (likely(rq == task_rq(p)))
777                         return rq;
778                 spin_unlock(&rq->lock);
779         }
780 }
781
782 /*
783  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
784  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
785  * explicitly disabling preemption.
786  */
787 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
788         __acquires(rq->lock)
789 {
790         struct rq *rq;
791
792         for (;;) {
793                 local_irq_save(*flags);
794                 rq = task_rq(p);
795                 spin_lock(&rq->lock);
796                 if (likely(rq == task_rq(p)))
797                         return rq;
798                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
799         }
800 }
801
802 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
803         __releases(rq->lock)
804 {
805         spin_unlock(&rq->lock);
806 }
807
808 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
809         __releases(rq->lock)
810 {
811         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
812 }
813
814 /*
815  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
816  */
817 static struct rq *this_rq_lock(void)
818         __acquires(rq->lock)
819 {
820         struct rq *rq;
821
822         local_irq_disable();
823         rq = this_rq();
824         spin_lock(&rq->lock);
825
826         return rq;
827 }
828
829 /*
830  * We are going deep-idle (irqs are disabled):
831  */
832 void sched_clock_idle_sleep_event(void)
833 {
834         struct rq *rq = cpu_rq(smp_processor_id());
835
836         spin_lock(&rq->lock);
837         __update_rq_clock(rq);
838         spin_unlock(&rq->lock);
839         rq->clock_deep_idle_events++;
840 }
841 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_clock_idle_sleep_event);
842
843 /*
844  * We just idled delta nanoseconds (called with irqs disabled):
845  */
846 void sched_clock_idle_wakeup_event(u64 delta_ns)
847 {
848         struct rq *rq = cpu_rq(smp_processor_id());
849         u64 now = sched_clock();
850
851         rq->idle_clock += delta_ns;
852         /*
853          * Override the previous timestamp and ignore all
854          * sched_clock() deltas that occured while we idled,
855          * and use the PM-provided delta_ns to advance the
856          * rq clock:
857          */
858         spin_lock(&rq->lock);
859         rq->prev_clock_raw = now;
860         rq->clock += delta_ns;
861         spin_unlock(&rq->lock);
862         touch_softlockup_watchdog();
863 }
864 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_clock_idle_wakeup_event);
865
866 static void __resched_task(struct task_struct *p, int tif_bit);
867
868 static inline void resched_task(struct task_struct *p)
869 {
870         __resched_task(p, TIF_NEED_RESCHED);
871 }
872
873 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
874 /*
875  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
876  *
877  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
878  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
879  * reschedule event.
880  *
881  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
882  * rq->lock.
883  */
884 static inline void resched_hrt(struct task_struct *p)
885 {
886         __resched_task(p, TIF_HRTICK_RESCHED);
887 }
888
889 static inline void resched_rq(struct rq *rq)
890 {
891         unsigned long flags;
892
893         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
894         resched_task(rq->curr);
895         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
896 }
897
898 enum {
899         HRTICK_SET,             /* re-programm hrtick_timer */
900         HRTICK_RESET,           /* not a new slice */
901 };
902
903 /*
904  * Use hrtick when:
905  *  - enabled by features
906  *  - hrtimer is actually high res
907  */
908 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
909 {
910         if (!sched_feat(HRTICK))
911                 return 0;
912         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
913 }
914
915 /*
916  * Called to set the hrtick timer state.
917  *
918  * called with rq->lock held and irqs disabled
919  */
920 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay, int reset)
921 {
922         assert_spin_locked(&rq->lock);
923
924         /*
925          * preempt at: now + delay
926          */
927         rq->hrtick_expire =
928                 ktime_add_ns(rq->hrtick_timer.base->get_time(), delay);
929         /*
930          * indicate we need to program the timer
931          */
932         __set_bit(HRTICK_SET, &rq->hrtick_flags);
933         if (reset)
934                 __set_bit(HRTICK_RESET, &rq->hrtick_flags);
935
936         /*
937          * New slices are called from the schedule path and don't need a
938          * forced reschedule.
939          */
940         if (reset)
941                 resched_hrt(rq->curr);
942 }
943
944 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
945 {
946         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
947                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
948 }
949
950 /*
951  * Update the timer from the possible pending state.
952  */
953 static void hrtick_set(struct rq *rq)
954 {
955         ktime_t time;
956         int set, reset;
957         unsigned long flags;
958
959         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
960
961         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
962         set = __test_and_clear_bit(HRTICK_SET, &rq->hrtick_flags);
963         reset = __test_and_clear_bit(HRTICK_RESET, &rq->hrtick_flags);
964         time = rq->hrtick_expire;
965         clear_thread_flag(TIF_HRTICK_RESCHED);
966         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
967
968         if (set) {
969                 hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, time, HRTIMER_MODE_ABS);
970                 if (reset && !hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
971                         resched_rq(rq);
972         } else
973                 hrtick_clear(rq);
974 }
975
976 /*
977  * High-resolution timer tick.
978  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
979  */
980 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
981 {
982         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
983
984         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
985
986         spin_lock(&rq->lock);
987         __update_rq_clock(rq);
988         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
989         spin_unlock(&rq->lock);
990
991         return HRTIMER_NORESTART;
992 }
993
994 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
995 {
996         rq->hrtick_flags = 0;
997         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
998         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
999         rq->hrtick_timer.cb_mode = HRTIMER_CB_IRQSAFE_NO_SOFTIRQ;
1000 }
1001
1002 void hrtick_resched(void)
1003 {
1004         struct rq *rq;
1005         unsigned long flags;
1006
1007         if (!test_thread_flag(TIF_HRTICK_RESCHED))
1008                 return;
1009
1010         local_irq_save(flags);
1011         rq = cpu_rq(smp_processor_id());
1012         hrtick_set(rq);
1013         local_irq_restore(flags);
1014 }
1015 #else
1016 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1017 {
1018 }
1019
1020 static inline void hrtick_set(struct rq *rq)
1021 {
1022 }
1023
1024 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1025 {
1026 }
1027
1028 void hrtick_resched(void)
1029 {
1030 }
1031 #endif
1032
1033 /*
1034  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1035  *
1036  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1037  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1038  * the target CPU.
1039  */
1040 #ifdef CONFIG_SMP
1041
1042 #ifndef tsk_is_polling
1043 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1044 #endif
1045
1046 static void __resched_task(struct task_struct *p, int tif_bit)
1047 {
1048         int cpu;
1049
1050         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1051
1052         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(p, tif_bit)))
1053                 return;
1054
1055         set_tsk_thread_flag(p, tif_bit);
1056
1057         cpu = task_cpu(p);
1058         if (cpu == smp_processor_id())
1059                 return;
1060
1061         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1062         smp_mb();
1063         if (!tsk_is_polling(p))
1064                 smp_send_reschedule(cpu);
1065 }
1066
1067 static void resched_cpu(int cpu)
1068 {
1069         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1070         unsigned long flags;
1071
1072         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1073                 return;
1074         resched_task(cpu_curr(cpu));
1075         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1076 }
1077 #else
1078 static void __resched_task(struct task_struct *p, int tif_bit)
1079 {
1080         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1081         set_tsk_thread_flag(p, tif_bit);
1082 }
1083 #endif
1084
1085 #if BITS_PER_LONG == 32
1086 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1087 #else
1088 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1089 #endif
1090
1091 #define WMULT_SHIFT     32
1092
1093 /*
1094  * Shift right and round:
1095  */
1096 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1097
1098 static unsigned long
1099 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1100                 struct load_weight *lw)
1101 {
1102         u64 tmp;
1103
1104         if (unlikely(!lw->inv_weight))
1105                 lw->inv_weight = (WMULT_CONST - lw->weight/2) / lw->weight + 1;
1106
1107         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1108         /*
1109          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1110          */
1111         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1112                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1113                         WMULT_SHIFT/2);
1114         else
1115                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1116
1117         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1118 }
1119
1120 static inline unsigned long
1121 calc_delta_fair(unsigned long delta_exec, struct load_weight *lw)
1122 {
1123         return calc_delta_mine(delta_exec, NICE_0_LOAD, lw);
1124 }
1125
1126 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1127 {
1128         lw->weight += inc;
1129 }
1130
1131 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1132 {
1133         lw->weight -= dec;
1134 }
1135
1136 /*
1137  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1138  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1139  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1140  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1141  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1142  * slice expiry etc.
1143  */
1144
1145 #define WEIGHT_IDLEPRIO         2
1146 #define WMULT_IDLEPRIO          (1 << 31)
1147
1148 /*
1149  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1150  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1151  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1152  * that remained on nice 0.
1153  *
1154  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1155  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1156  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1157  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1158  * the relative distance between them is ~25%.)
1159  */
1160 static const int prio_to_weight[40] = {
1161  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1162  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1163  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1164  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1165  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1166  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1167  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1168  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1169 };
1170
1171 /*
1172  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1173  *
1174  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1175  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1176  * into multiplications:
1177  */
1178 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1179  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1180  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1181  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1182  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1183  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1184  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1185  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1186  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1187 };
1188
1189 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1190
1191 /*
1192  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1193  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1194  * structures to the load-balancing proper:
1195  */
1196 struct rq_iterator {
1197         void *arg;
1198         struct task_struct *(*start)(void *);
1199         struct task_struct *(*next)(void *);
1200 };
1201
1202 #ifdef CONFIG_SMP
1203 static unsigned long
1204 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1205               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1206               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1207               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1208
1209 static int
1210 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1211                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1212                    struct rq_iterator *iterator);
1213 #endif
1214
1215 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1216 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1217 #else
1218 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1219 #endif
1220
1221 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1222 {
1223         update_load_add(&rq->load, load);
1224 }
1225
1226 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1227 {
1228         update_load_sub(&rq->load, load);
1229 }
1230
1231 #ifdef CONFIG_SMP
1232 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1233 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1234 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu);
1235 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1236 #endif /* CONFIG_SMP */
1237
1238 #include "sched_stats.h"
1239 #include "sched_idletask.c"
1240 #include "sched_fair.c"
1241 #include "sched_rt.c"
1242 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1243 # include "sched_debug.c"
1244 #endif
1245
1246 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1247
1248 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1249 {
1250         rq->nr_running++;
1251 }
1252
1253 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1254 {
1255         rq->nr_running--;
1256 }
1257
1258 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1259 {
1260         if (task_has_rt_policy(p)) {
1261                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1262                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1263                 return;
1264         }
1265
1266         /*
1267          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1268          */
1269         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1270                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1271                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1272                 return;
1273         }
1274
1275         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1276         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1277 }
1278
1279 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1280 {
1281         sched_info_queued(p);
1282         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1283         p->se.on_rq = 1;
1284 }
1285
1286 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1287 {
1288         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1289         p->se.on_rq = 0;
1290 }
1291
1292 /*
1293  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1294  */
1295 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1296 {
1297         return p->static_prio;
1298 }
1299
1300 /*
1301  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1302  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1303  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1304  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1305  * estimator recalculates.
1306  */
1307 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1308 {
1309         int prio;
1310
1311         if (task_has_rt_policy(p))
1312                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1313         else
1314                 prio = __normal_prio(p);
1315         return prio;
1316 }
1317
1318 /*
1319  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1320  * taken into account by the scheduler. This value might
1321  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1322  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1323  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1324  */
1325 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1326 {
1327         p->normal_prio = normal_prio(p);
1328         /*
1329          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1330          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1331          * to the normal priority:
1332          */
1333         if (!rt_prio(p->prio))
1334                 return p->normal_prio;
1335         return p->prio;
1336 }
1337
1338 /*
1339  * activate_task - move a task to the runqueue.
1340  */
1341 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1342 {
1343         if (task_contributes_to_load(p))
1344                 rq->nr_uninterruptible--;
1345
1346         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1347         inc_nr_running(rq);
1348 }
1349
1350 /*
1351  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1352  */
1353 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1354 {
1355         if (task_contributes_to_load(p))
1356                 rq->nr_uninterruptible++;
1357
1358         dequeue_task(rq, p, sleep);
1359         dec_nr_running(rq);
1360 }
1361
1362 /**
1363  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1364  * @p: the task in question.
1365  */
1366 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1367 {
1368         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1369 }
1370
1371 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1372 unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1373 {
1374         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1375 }
1376
1377 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1378 {
1379         set_task_rq(p, cpu);
1380 #ifdef CONFIG_SMP
1381         /*
1382          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1383          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1384          * per-task data have been completed by this moment.
1385          */
1386         smp_wmb();
1387         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1388 #endif
1389 }
1390
1391 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1392                                        const struct sched_class *prev_class,
1393                                        int oldprio, int running)
1394 {
1395         if (prev_class != p->sched_class) {
1396                 if (prev_class->switched_from)
1397                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1398                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1399         } else
1400                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1401 }
1402
1403 #ifdef CONFIG_SMP
1404
1405 /*
1406  * Is this task likely cache-hot:
1407  */
1408 static int
1409 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
1410 {
1411         s64 delta;
1412
1413         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
1414                 return 0;
1415
1416         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
1417                 return 1;
1418         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
1419                 return 0;
1420
1421         delta = now - p->se.exec_start;
1422
1423         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
1424 }
1425
1426
1427 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1428 {
1429         int old_cpu = task_cpu(p);
1430         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
1431         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
1432                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
1433         u64 clock_offset;
1434
1435         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
1436
1437 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1438         if (p->se.wait_start)
1439                 p->se.wait_start -= clock_offset;
1440         if (p->se.sleep_start)
1441                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
1442         if (p->se.block_start)
1443                 p->se.block_start -= clock_offset;
1444         if (old_cpu != new_cpu) {
1445                 schedstat_inc(p, se.nr_migrations);
1446                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
1447                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
1448         }
1449 #endif
1450         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
1451                                          new_cfsrq->min_vruntime;
1452
1453         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1454 }
1455
1456 struct migration_req {
1457         struct list_head list;
1458
1459         struct task_struct *task;
1460         int dest_cpu;
1461
1462         struct completion done;
1463 };
1464
1465 /*
1466  * The task's runqueue lock must be held.
1467  * Returns true if you have to wait for migration thread.
1468  */
1469 static int
1470 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
1471 {
1472         struct rq *rq = task_rq(p);
1473
1474         /*
1475          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
1476          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
1477          */
1478         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
1479                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
1480                 return 0;
1481         }
1482
1483         init_completion(&req->done);
1484         req->task = p;
1485         req->dest_cpu = dest_cpu;
1486         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
1487
1488         return 1;
1489 }
1490
1491 /*
1492  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1493  *
1494  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1495  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1496  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1497  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1498  * waiting to become inactive.
1499  */
1500 void wait_task_inactive(struct task_struct *p)
1501 {
1502         unsigned long flags;
1503         int running, on_rq;
1504         struct rq *rq;
1505
1506         for (;;) {
1507                 /*
1508                  * We do the initial early heuristics without holding
1509                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1510                  * the runqueue lock when things look like they will
1511                  * work out!
1512                  */
1513                 rq = task_rq(p);
1514
1515                 /*
1516                  * If the task is actively running on another CPU
1517                  * still, just relax and busy-wait without holding
1518                  * any locks.
1519                  *
1520                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1521                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1522                  * But we don't care, since "task_running()" will
1523                  * return false if the runqueue has changed and p
1524                  * is actually now running somewhere else!
1525                  */
1526                 while (task_running(rq, p))
1527                         cpu_relax();
1528
1529                 /*
1530                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1531                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1532                  * just go back and repeat.
1533                  */
1534                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1535                 running = task_running(rq, p);
1536                 on_rq = p->se.on_rq;
1537                 task_rq_unlock(rq, &flags);
1538
1539                 /*
1540                  * Was it really running after all now that we
1541                  * checked with the proper locks actually held?
1542                  *
1543                  * Oops. Go back and try again..
1544                  */
1545                 if (unlikely(running)) {
1546                         cpu_relax();
1547                         continue;
1548                 }
1549
1550                 /*
1551                  * It's not enough that it's not actively running,
1552                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1553                  * preempted!
1554                  *
1555                  * So if it wa still runnable (but just not actively
1556                  * running right now), it's preempted, and we should
1557                  * yield - it could be a while.
1558                  */
1559                 if (unlikely(on_rq)) {
1560                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1561                         continue;
1562                 }
1563
1564                 /*
1565                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1566                  * runnable, which means that it will never become
1567                  * running in the future either. We're all done!
1568                  */
1569                 break;
1570         }
1571 }
1572
1573 /***
1574  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1575  * @p: the to-be-kicked thread
1576  *
1577  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1578  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1579  *
1580  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
1581  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1582  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1583  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1584  * achieved as well.
1585  */
1586 void kick_process(struct task_struct *p)
1587 {
1588         int cpu;
1589
1590         preempt_disable();
1591         cpu = task_cpu(p);
1592         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1593                 smp_send_reschedule(cpu);
1594         preempt_enable();
1595 }
1596
1597 /*
1598  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
1599  * according to the scheduling class and "nice" value.
1600  *
1601  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
1602  * balance conservatively.
1603  */
1604 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
1605 {
1606         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1607         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1608
1609         if (type == 0)
1610                 return total;
1611
1612         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
1613 }
1614
1615 /*
1616  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
1617  * according to the scheduling class and "nice" value.
1618  */
1619 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
1620 {
1621         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1622         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1623
1624         if (type == 0)
1625                 return total;
1626
1627         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
1628 }
1629
1630 /*
1631  * Return the average load per task on the cpu's run queue
1632  */
1633 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1634 {
1635         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1636         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
1637         unsigned long n = rq->nr_running;
1638
1639         return n ? total / n : SCHED_LOAD_SCALE;
1640 }
1641
1642 /*
1643  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
1644  * domain.
1645  */
1646 static struct sched_group *
1647 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
1648 {
1649         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
1650         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
1651         int load_idx = sd->forkexec_idx;
1652         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
1653
1654         do {
1655                 unsigned long load, avg_load;
1656                 int local_group;
1657                 int i;
1658
1659                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
1660                 if (!cpus_intersects(group->cpumask, p->cpus_allowed))
1661                         continue;
1662
1663                 local_group = cpu_isset(this_cpu, group->cpumask);
1664
1665                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
1666                 avg_load = 0;
1667
1668                 for_each_cpu_mask(i, group->cpumask) {
1669                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
1670                         if (local_group)
1671                                 load = source_load(i, load_idx);
1672                         else
1673                                 load = target_load(i, load_idx);
1674
1675                         avg_load += load;
1676                 }
1677
1678                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
1679                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
1680                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
1681
1682                 if (local_group) {
1683                         this_load = avg_load;
1684                         this = group;
1685                 } else if (avg_load < min_load) {
1686                         min_load = avg_load;
1687                         idlest = group;
1688                 }
1689         } while (group = group->next, group != sd->groups);
1690
1691         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
1692                 return NULL;
1693         return idlest;
1694 }
1695
1696 /*
1697  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
1698  */
1699 static int
1700 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
1701 {
1702         cpumask_t tmp;
1703         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
1704         int idlest = -1;
1705         int i;
1706
1707         /* Traverse only the allowed CPUs */
1708         cpus_and(tmp, group->cpumask, p->cpus_allowed);
1709
1710         for_each_cpu_mask(i, tmp) {
1711                 load = weighted_cpuload(i);
1712
1713                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
1714                         min_load = load;
1715                         idlest = i;
1716                 }
1717         }
1718
1719         return idlest;
1720 }
1721
1722 /*
1723  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
1724  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
1725  * SD_BALANCE_EXEC.
1726  *
1727  * Balance, ie. select the least loaded group.
1728  *
1729  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
1730  *
1731  * preempt must be disabled.
1732  */
1733 static int sched_balance_self(int cpu, int flag)
1734 {
1735         struct task_struct *t = current;
1736         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
1737
1738         for_each_domain(cpu, tmp) {
1739                 /*
1740                  * If power savings logic is enabled for a domain, stop there.
1741                  */
1742                 if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
1743                         break;
1744                 if (tmp->flags & flag)
1745                         sd = tmp;
1746         }
1747
1748         while (sd) {
1749                 cpumask_t span;
1750                 struct sched_group *group;
1751                 int new_cpu, weight;
1752
1753                 if (!(sd->flags & flag)) {
1754                         sd = sd->child;
1755                         continue;
1756                 }
1757
1758                 span = sd->span;
1759                 group = find_idlest_group(sd, t, cpu);
1760                 if (!group) {
1761                         sd = sd->child;
1762                         continue;
1763                 }
1764
1765                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, t, cpu);
1766                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
1767                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
1768                         sd = sd->child;
1769                         continue;
1770                 }
1771
1772                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
1773                 cpu = new_cpu;
1774                 sd = NULL;
1775                 weight = cpus_weight(span);
1776                 for_each_domain(cpu, tmp) {
1777                         if (weight <= cpus_weight(tmp->span))
1778                                 break;
1779                         if (tmp->flags & flag)
1780                                 sd = tmp;
1781                 }
1782                 /* while loop will break here if sd == NULL */
1783         }
1784
1785         return cpu;
1786 }
1787
1788 #endif /* CONFIG_SMP */
1789
1790 /***
1791  * try_to_wake_up - wake up a thread
1792  * @p: the to-be-woken-up thread
1793  * @state: the mask of task states that can be woken
1794  * @sync: do a synchronous wakeup?
1795  *
1796  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
1797  * thread is always on the run-queue (except when the actual
1798  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
1799  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
1800  * runnable without the overhead of this.
1801  *
1802  * returns failure only if the task is already active.
1803  */
1804 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int sync)
1805 {
1806         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
1807         unsigned long flags;
1808         long old_state;
1809         struct rq *rq;
1810
1811         rq = task_rq_lock(p, &flags);
1812         old_state = p->state;
1813         if (!(old_state & state))
1814                 goto out;
1815
1816         if (p->se.on_rq)
1817                 goto out_running;
1818
1819         cpu = task_cpu(p);
1820         orig_cpu = cpu;
1821         this_cpu = smp_processor_id();
1822
1823 #ifdef CONFIG_SMP
1824         if (unlikely(task_running(rq, p)))
1825                 goto out_activate;
1826
1827         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sync);
1828         if (cpu != orig_cpu) {
1829                 set_task_cpu(p, cpu);
1830                 task_rq_unlock(rq, &flags);
1831                 /* might preempt at this point */
1832                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
1833                 old_state = p->state;
1834                 if (!(old_state & state))
1835                         goto out;
1836                 if (p->se.on_rq)
1837                         goto out_running;
1838
1839                 this_cpu = smp_processor_id();
1840                 cpu = task_cpu(p);
1841         }
1842
1843 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1844         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
1845         if (cpu == this_cpu)
1846                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
1847         else {
1848                 struct sched_domain *sd;
1849                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
1850                         if (cpu_isset(cpu, sd->span)) {
1851                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
1852                                 break;
1853                         }
1854                 }
1855         }
1856 #endif
1857
1858 out_activate:
1859 #endif /* CONFIG_SMP */
1860         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
1861         if (sync)
1862                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
1863         if (orig_cpu != cpu)
1864                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
1865         if (cpu == this_cpu)
1866                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
1867         else
1868                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
1869         update_rq_clock(rq);
1870         activate_task(rq, p, 1);
1871         check_preempt_curr(rq, p);
1872         success = 1;
1873
1874 out_running:
1875         p->state = TASK_RUNNING;
1876 #ifdef CONFIG_SMP
1877         if (p->sched_class->task_wake_up)
1878                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
1879 #endif
1880 out:
1881         task_rq_unlock(rq, &flags);
1882
1883         return success;
1884 }
1885
1886 int wake_up_process(struct task_struct *p)
1887 {
1888         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
1889 }
1890 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
1891
1892 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
1893 {
1894         return try_to_wake_up(p, state, 0);
1895 }
1896
1897 /*
1898  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
1899  * p is forked by current.
1900  *
1901  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
1902  */
1903 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
1904 {
1905         p->se.exec_start                = 0;
1906         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
1907         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
1908
1909 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1910         p->se.wait_start                = 0;
1911         p->se.sum_sleep_runtime         = 0;
1912         p->se.sleep_start               = 0;
1913         p->se.block_start               = 0;
1914         p->se.sleep_max                 = 0;
1915         p->se.block_max                 = 0;
1916         p->se.exec_max                  = 0;
1917         p->se.slice_max                 = 0;
1918         p->se.wait_max                  = 0;
1919 #endif
1920
1921         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
1922         p->se.on_rq = 0;
1923
1924 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
1925         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
1926 #endif
1927
1928         /*
1929          * We mark the process as running here, but have not actually
1930          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
1931          * nobody will actually run it, and a signal or other external
1932          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
1933          */
1934         p->state = TASK_RUNNING;
1935 }
1936
1937 /*
1938  * fork()/clone()-time setup:
1939  */
1940 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
1941 {
1942         int cpu = get_cpu();
1943
1944         __sched_fork(p);
1945
1946 #ifdef CONFIG_SMP
1947         cpu = sched_balance_self(cpu, SD_BALANCE_FORK);
1948 #endif
1949         set_task_cpu(p, cpu);
1950
1951         /*
1952          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child:
1953          */
1954         p->prio = current->normal_prio;
1955         if (!rt_prio(p->prio))
1956                 p->sched_class = &fair_sched_class;
1957
1958 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
1959         if (likely(sched_info_on()))
1960                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
1961 #endif
1962 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
1963         p->oncpu = 0;
1964 #endif
1965 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1966         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
1967         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
1968 #endif
1969         put_cpu();
1970 }
1971
1972 /*
1973  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
1974  *
1975  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
1976  * that must be done for every newly created context, then puts the task
1977  * on the runqueue and wakes it.
1978  */
1979 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
1980 {
1981         unsigned long flags;
1982         struct rq *rq;
1983
1984         rq = task_rq_lock(p, &flags);
1985         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
1986         update_rq_clock(rq);
1987
1988         p->prio = effective_prio(p);
1989
1990         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
1991                 activate_task(rq, p, 0);
1992         } else {
1993                 /*
1994                  * Let the scheduling class do new task startup
1995                  * management (if any):
1996                  */
1997                 p->sched_class->task_new(rq, p);
1998                 inc_nr_running(rq);
1999         }
2000         check_preempt_curr(rq, p);
2001 #ifdef CONFIG_SMP
2002         if (p->sched_class->task_wake_up)
2003                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2004 #endif
2005         task_rq_unlock(rq, &flags);
2006 }
2007
2008 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2009
2010 /**
2011  * preempt_notifier_register - tell me when current is being being preempted & rescheduled
2012  * @notifier: notifier struct to register
2013  */
2014 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2015 {
2016         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2017 }
2018 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2019
2020 /**
2021  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2022  * @notifier: notifier struct to unregister
2023  *
2024  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2025  */
2026 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2027 {
2028         hlist_del(&notifier->link);
2029 }
2030 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2031
2032 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2033 {
2034         struct preempt_notifier *notifier;
2035         struct hlist_node *node;
2036
2037         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2038                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2039 }
2040
2041 static void
2042 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2043                                  struct task_struct *next)
2044 {
2045         struct preempt_notifier *notifier;
2046         struct hlist_node *node;
2047
2048         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2049                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2050 }
2051
2052 #else
2053
2054 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2055 {
2056 }
2057
2058 static void
2059 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2060                                  struct task_struct *next)
2061 {
2062 }
2063
2064 #endif
2065
2066 /**
2067  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2068  * @rq: the runqueue preparing to switch
2069  * @prev: the current task that is being switched out
2070  * @next: the task we are going to switch to.
2071  *
2072  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2073  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2074  * switch.
2075  *
2076  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2077  * hooks.
2078  */
2079 static inline void
2080 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2081                     struct task_struct *next)
2082 {
2083         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2084         prepare_lock_switch(rq, next);
2085         prepare_arch_switch(next);
2086 }
2087
2088 /**
2089  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2090  * @rq: runqueue associated with task-switch
2091  * @prev: the thread we just switched away from.
2092  *
2093  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2094  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2095  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2096  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2097  *
2098  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2099  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2100  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2101  * details.)
2102  */
2103 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2104         __releases(rq->lock)
2105 {
2106         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2107         long prev_state;
2108
2109         rq->prev_mm = NULL;
2110
2111         /*
2112          * A task struct has one reference for the use as "current".
2113          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2114          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2115          * the scheduled task must drop that reference.
2116          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2117          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2118          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2119          * be dropped twice.
2120          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2121          */
2122         prev_state = prev->state;
2123         finish_arch_switch(prev);
2124         finish_lock_switch(rq, prev);
2125 #ifdef CONFIG_SMP
2126         if (current->sched_class->post_schedule)
2127                 current->sched_class->post_schedule(rq);
2128 #endif
2129
2130         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2131         if (mm)
2132                 mmdrop(mm);
2133         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2134                 /*
2135                  * Remove function-return probe instances associated with this
2136                  * task and put them back on the free list.
2137                  */
2138                 kprobe_flush_task(prev);
2139                 put_task_struct(prev);
2140         }
2141 }
2142
2143 /**
2144  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2145  * @prev: the thread we just switched away from.
2146  */
2147 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2148         __releases(rq->lock)
2149 {
2150         struct rq *rq = this_rq();
2151
2152         finish_task_switch(rq, prev);
2153 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2154         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2155         preempt_enable();
2156 #endif
2157         if (current->set_child_tid)
2158                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2159 }
2160
2161 /*
2162  * context_switch - switch to the new MM and the new
2163  * thread's register state.
2164  */
2165 static inline void
2166 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2167                struct task_struct *next)
2168 {
2169         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2170
2171         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2172         mm = next->mm;
2173         oldmm = prev->active_mm;
2174         /*
2175          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2176          * combine the page table reload and the switch backend into
2177          * one hypercall.
2178          */
2179         arch_enter_lazy_cpu_mode();
2180
2181         if (unlikely(!mm)) {
2182                 next->active_mm = oldmm;
2183                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2184                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2185         } else
2186                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2187
2188         if (unlikely(!prev->mm)) {
2189                 prev->active_mm = NULL;
2190                 rq->prev_mm = oldmm;
2191         }
2192         /*
2193          * Since the runqueue lock will be released by the next
2194          * task (which is an invalid locking op but in the case
2195          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2196          * do an early lockdep release here:
2197          */
2198 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2199         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2200 #endif
2201
2202         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2203         switch_to(prev, next, prev);
2204
2205         barrier();
2206         /*
2207          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2208          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2209          * frame will be invalid.
2210          */
2211         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2212 }
2213
2214 /*
2215  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2216  *
2217  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2218  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2219  * number of context switches performed since bootup.
2220  */
2221 unsigned long nr_running(void)
2222 {
2223         unsigned long i, sum = 0;
2224
2225         for_each_online_cpu(i)
2226                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2227
2228         return sum;
2229 }
2230
2231 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2232 {
2233         unsigned long i, sum = 0;
2234
2235         for_each_possible_cpu(i)
2236                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2237
2238         /*
2239          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2240          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2241          */
2242         if (unlikely((long)sum < 0))
2243                 sum = 0;
2244
2245         return sum;
2246 }
2247
2248 unsigned long long nr_context_switches(void)
2249 {
2250         int i;
2251         unsigned long long sum = 0;
2252
2253         for_each_possible_cpu(i)
2254                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2255
2256         return sum;
2257 }
2258
2259 unsigned long nr_iowait(void)
2260 {
2261         unsigned long i, sum = 0;
2262
2263         for_each_possible_cpu(i)
2264                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2265
2266         return sum;
2267 }
2268
2269 unsigned long nr_active(void)
2270 {
2271         unsigned long i, running = 0, uninterruptible = 0;
2272
2273         for_each_online_cpu(i) {
2274                 running += cpu_rq(i)->nr_running;
2275                 uninterruptible += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2276         }
2277
2278         if (unlikely((long)uninterruptible < 0))
2279                 uninterruptible = 0;
2280
2281         return running + uninterruptible;
2282 }
2283
2284 /*
2285  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2286  * scheduler tick (TICK_NSEC).
2287  */
2288 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
2289 {
2290         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
2291         int i, scale;
2292
2293         this_rq->nr_load_updates++;
2294
2295         /* Update our load: */
2296         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2297                 unsigned long old_load, new_load;
2298
2299                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2300
2301                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2302                 new_load = this_load;
2303                 /*
2304                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2305                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2306                  * example.
2307                  */
2308                 if (new_load > old_load)
2309                         new_load += scale-1;
2310                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
2311         }
2312 }
2313
2314 #ifdef CONFIG_SMP
2315
2316 /*
2317  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2318  *
2319  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2320  * you need to do so manually before calling.
2321  */
2322 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2323         __acquires(rq1->lock)
2324         __acquires(rq2->lock)
2325 {
2326         BUG_ON(!irqs_disabled());
2327         if (rq1 == rq2) {
2328                 spin_lock(&rq1->lock);
2329                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2330         } else {
2331                 if (rq1 < rq2) {
2332                         spin_lock(&rq1->lock);
2333                         spin_lock(&rq2->lock);
2334                 } else {
2335                         spin_lock(&rq2->lock);
2336                         spin_lock(&rq1->lock);
2337                 }
2338         }
2339         update_rq_clock(rq1);
2340         update_rq_clock(rq2);
2341 }
2342
2343 /*
2344  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2345  *
2346  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2347  * you need to do so manually after calling.
2348  */
2349 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2350         __releases(rq1->lock)
2351         __releases(rq2->lock)
2352 {
2353         spin_unlock(&rq1->lock);
2354         if (rq1 != rq2)
2355                 spin_unlock(&rq2->lock);
2356         else
2357                 __release(rq2->lock);
2358 }
2359
2360 /*
2361  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
2362  */
2363 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2364         __releases(this_rq->lock)
2365         __acquires(busiest->lock)
2366         __acquires(this_rq->lock)
2367 {
2368         int ret = 0;
2369
2370         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
2371                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
2372                 spin_unlock(&this_rq->lock);
2373                 BUG_ON(1);
2374         }
2375         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
2376                 if (busiest < this_rq) {
2377                         spin_unlock(&this_rq->lock);
2378                         spin_lock(&busiest->lock);
2379                         spin_lock(&this_rq->lock);
2380                         ret = 1;
2381                 } else
2382                         spin_lock(&busiest->lock);
2383         }
2384         return ret;
2385 }
2386
2387 /*
2388  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
2389  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
2390  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
2391  * the cpu_allowed mask is restored.
2392  */
2393 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
2394 {
2395         struct migration_req req;
2396         unsigned long flags;
2397         struct rq *rq;
2398
2399         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2400         if (!cpu_isset(dest_cpu, p->cpus_allowed)
2401             || unlikely(cpu_is_offline(dest_cpu)))
2402                 goto out;
2403
2404         /* force the process onto the specified CPU */
2405         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
2406                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
2407                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
2408
2409                 get_task_struct(mt);
2410                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2411                 wake_up_process(mt);
2412                 put_task_struct(mt);
2413                 wait_for_completion(&req.done);
2414
2415                 return;
2416         }
2417 out:
2418         task_rq_unlock(rq, &flags);
2419 }
2420
2421 /*
2422  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2423  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2424  */
2425 void sched_exec(void)
2426 {
2427         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
2428         new_cpu = sched_balance_self(this_cpu, SD_BALANCE_EXEC);
2429         put_cpu();
2430         if (new_cpu != this_cpu)
2431                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
2432 }
2433
2434 /*
2435  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
2436  * Both runqueues must be locked.
2437  */
2438 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
2439                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
2440 {
2441         deactivate_task(src_rq, p, 0);
2442         set_task_cpu(p, this_cpu);
2443         activate_task(this_rq, p, 0);
2444         /*
2445          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
2446          * to be always true for them.
2447          */
2448         check_preempt_curr(this_rq, p);
2449 }
2450
2451 /*
2452  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
2453  */
2454 static
2455 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
2456                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2457                      int *all_pinned)
2458 {
2459         /*
2460          * We do not migrate tasks that are:
2461          * 1) running (obviously), or
2462          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
2463          * 3) are cache-hot on their current CPU.
2464          */
2465         if (!cpu_isset(this_cpu, p->cpus_allowed)) {
2466                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
2467                 return 0;
2468         }
2469         *all_pinned = 0;
2470
2471         if (task_running(rq, p)) {
2472                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
2473                 return 0;
2474         }
2475
2476         /*
2477          * Aggressive migration if:
2478          * 1) task is cache cold, or
2479          * 2) too many balance attempts have failed.
2480          */
2481
2482         if (!task_hot(p, rq->clock, sd) ||
2483                         sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
2484 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2485                 if (task_hot(p, rq->clock, sd)) {
2486                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
2487                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
2488                 }
2489 #endif
2490                 return 1;
2491         }
2492
2493         if (task_hot(p, rq->clock, sd)) {
2494                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
2495                 return 0;
2496         }
2497         return 1;
2498 }
2499
2500 static unsigned long
2501 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2502               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
2503               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
2504               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
2505 {
2506         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0, skip_for_load;
2507         struct task_struct *p;
2508         long rem_load_move = max_load_move;
2509
2510         if (max_load_move == 0)
2511                 goto out;
2512
2513         pinned = 1;
2514
2515         /*
2516          * Start the load-balancing iterator:
2517          */
2518         p = iterator->start(iterator->arg);
2519 next:
2520         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
2521                 goto out;
2522         /*
2523          * To help distribute high priority tasks across CPUs we don't
2524          * skip a task if it will be the highest priority task (i.e. smallest
2525          * prio value) on its new queue regardless of its load weight
2526          */
2527         skip_for_load = (p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move +
2528                                                          SCHED_LOAD_SCALE_FUZZ;
2529         if ((skip_for_load && p->prio >= *this_best_prio) ||
2530             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
2531                 p = iterator->next(iterator->arg);
2532                 goto next;
2533         }
2534
2535         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2536         pulled++;
2537         rem_load_move -= p->se.load.weight;
2538
2539         /*
2540          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
2541          */
2542         if (rem_load_move > 0) {
2543                 if (p->prio < *this_best_prio)
2544                         *this_best_prio = p->prio;
2545                 p = iterator->next(iterator->arg);
2546                 goto next;
2547         }
2548 out:
2549         /*
2550          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
2551          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
2552          * inside pull_task().
2553          */
2554         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
2555
2556         if (all_pinned)
2557                 *all_pinned = pinned;
2558
2559         return max_load_move - rem_load_move;
2560 }
2561
2562 /*
2563  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
2564  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
2565  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
2566  *
2567  * Called with both runqueues locked.
2568  */
2569 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2570                       unsigned long max_load_move,
2571                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2572                       int *all_pinned)
2573 {
2574         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
2575         unsigned long total_load_moved = 0;
2576         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
2577
2578         do {
2579                 total_load_moved +=
2580                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
2581                                 max_load_move - total_load_moved,
2582                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
2583                 class = class->next;
2584         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
2585
2586         return total_load_moved > 0;
2587 }
2588
2589 static int
2590 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2591                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2592                    struct rq_iterator *iterator)
2593 {
2594         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
2595         int pinned = 0;
2596
2597         while (p) {
2598                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
2599                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
2600                         /*
2601                          * Right now, this is only the second place pull_task()
2602                          * is called, so we can safely collect pull_task()
2603                          * stats here rather than inside pull_task().
2604                          */
2605                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
2606
2607                         return 1;
2608                 }
2609                 p = iterator->next(iterator->arg);
2610         }
2611
2612         return 0;
2613 }
2614
2615 /*
2616  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
2617  * part of active balancing operations within "domain".
2618  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
2619  *
2620  * Called with both runqueues locked.
2621  */
2622 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
2623                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
2624 {
2625         const struct sched_class *class;
2626
2627         for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
2628                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
2629                         return 1;
2630
2631         return 0;
2632 }
2633
2634 /*
2635  * find_busiest_group finds and returns the busiest CPU group within the
2636  * domain. It calculates and returns the amount of weighted load which
2637  * should be moved to restore balance via the imbalance parameter.
2638  */
2639 static struct sched_group *
2640 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
2641                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
2642                    int *sd_idle, cpumask_t *cpus, int *balance)
2643 {
2644         struct sched_group *busiest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
2645         unsigned long max_load, avg_load, total_load, this_load, total_pwr;
2646         unsigned long max_pull;
2647         unsigned long busiest_load_per_task, busiest_nr_running;
2648         unsigned long this_load_per_task, this_nr_running;
2649         int load_idx, group_imb = 0;
2650 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2651         int power_savings_balance = 1;
2652         unsigned long leader_nr_running = 0, min_load_per_task = 0;
2653         unsigned long min_nr_running = ULONG_MAX;
2654         struct sched_group *group_min = NULL, *group_leader = NULL;
2655 #endif
2656
2657         max_load = this_load = total_load = total_pwr = 0;
2658         busiest_load_per_task = busiest_nr_running = 0;
2659         this_load_per_task = this_nr_running = 0;
2660         if (idle == CPU_NOT_IDLE)
2661                 load_idx = sd->busy_idx;
2662         else if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
2663                 load_idx = sd->newidle_idx;
2664         else
2665                 load_idx = sd->idle_idx;
2666
2667         do {
2668                 unsigned long load, group_capacity, max_cpu_load, min_cpu_load;
2669                 int local_group;
2670                 int i;
2671                 int __group_imb = 0;
2672                 unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
2673                 unsigned long sum_nr_running, sum_weighted_load;
2674
2675                 local_group = cpu_isset(this_cpu, group->cpumask);
2676
2677                 if (local_group)
2678                         balance_cpu = first_cpu(group->cpumask);
2679
2680                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2681                 sum_weighted_load = sum_nr_running = avg_load = 0;
2682                 max_cpu_load = 0;
2683                 min_cpu_load = ~0UL;
2684
2685                 for_each_cpu_mask(i, group->cpumask) {
2686                         struct rq *rq;
2687
2688                         if (!cpu_isset(i, *cpus))
2689                                 continue;
2690
2691                         rq = cpu_rq(i);
2692
2693                         if (*sd_idle && rq->nr_running)
2694                                 *sd_idle = 0;
2695
2696                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2697                         if (local_group) {
2698                                 if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
2699                                         first_idle_cpu = 1;
2700                                         balance_cpu = i;
2701                                 }
2702
2703                                 load = target_load(i, load_idx);
2704                         } else {
2705                                 load = source_load(i, load_idx);
2706                                 if (load > max_cpu_load)
2707                                         max_cpu_load = load;
2708                                 if (min_cpu_load > load)
2709                                         min_cpu_load = load;
2710                         }
2711
2712                         avg_load += load;
2713                         sum_nr_running += rq->nr_running;
2714                         sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
2715                 }
2716
2717                 /*
2718                  * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
2719                  * is eligible for doing load balancing at this and above
2720                  * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
2721                  * to do the newly idle load balance.
2722                  */
2723                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
2724                     balance_cpu != this_cpu && balance) {
2725                         *balance = 0;
2726                         goto ret;
2727                 }
2728
2729                 total_load += avg_load;
2730                 total_pwr += group->__cpu_power;
2731
2732                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2733                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
2734                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
2735
2736                 if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > SCHED_LOAD_SCALE)
2737                         __group_imb = 1;
2738
2739                 group_capacity = group->__cpu_power / SCHED_LOAD_SCALE;
2740
2741                 if (local_group) {
2742                         this_load = avg_load;
2743                         this = group;
2744                         this_nr_running = sum_nr_running;
2745                         this_load_per_task = sum_weighted_load;
2746                 } else if (avg_load > max_load &&
2747                            (sum_nr_running > group_capacity || __group_imb)) {
2748                         max_load = avg_load;
2749                         busiest = group;
2750                         busiest_nr_running = sum_nr_running;
2751                         busiest_load_per_task = sum_weighted_load;
2752                         group_imb = __group_imb;
2753                 }
2754
2755 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2756                 /*
2757                  * Busy processors will not participate in power savings
2758                  * balance.
2759                  */
2760                 if (idle == CPU_NOT_IDLE ||
2761                                 !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2762                         goto group_next;
2763
2764                 /*
2765                  * If the local group is idle or completely loaded
2766                  * no need to do power savings balance at this domain
2767                  */
2768                 if (local_group && (this_nr_running >= group_capacity ||
2769                                     !this_nr_running))
2770                         power_savings_balance = 0;
2771
2772                 /*
2773                  * If a group is already running at full capacity or idle,
2774                  * don't include that group in power savings calculations
2775                  */
2776                 if (!power_savings_balance || sum_nr_running >= group_capacity
2777                     || !sum_nr_running)
2778                         goto group_next;
2779
2780                 /*
2781                  * Calculate the group which has the least non-idle load.
2782                  * This is the group from where we need to pick up the load
2783                  * for saving power
2784                  */
2785                 if ((sum_nr_running < min_nr_running) ||
2786                     (sum_nr_running == min_nr_running &&
2787                      first_cpu(group->cpumask) <
2788                      first_cpu(group_min->cpumask))) {
2789                         group_min = group;
2790                         min_nr_running = sum_nr_running;
2791                         min_load_per_task = sum_weighted_load /
2792                                                 sum_nr_running;
2793                 }
2794
2795                 /*
2796                  * Calculate the group which is almost near its
2797                  * capacity but still has some space to pick up some load
2798                  * from other group and save more power
2799                  */
2800                 if (sum_nr_running <= group_capacity - 1) {
2801                         if (sum_nr_running > leader_nr_running ||
2802                             (sum_nr_running == leader_nr_running &&
2803                              first_cpu(group->cpumask) >
2804                               first_cpu(group_leader->cpumask))) {
2805                                 group_leader = group;
2806                                 leader_nr_running = sum_nr_running;
2807                         }
2808                 }
2809 group_next:
2810 #endif
2811                 group = group->next;
2812         } while (group != sd->groups);
2813
2814         if (!busiest || this_load >= max_load || busiest_nr_running == 0)
2815                 goto out_balanced;
2816
2817         avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * total_load) / total_pwr;
2818
2819         if (this_load >= avg_load ||
2820                         100*max_load <= sd->imbalance_pct*this_load)
2821                 goto out_balanced;
2822
2823         busiest_load_per_task /= busiest_nr_running;
2824         if (group_imb)
2825                 busiest_load_per_task = min(busiest_load_per_task, avg_load);
2826
2827         /*
2828          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
2829          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
2830          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
2831          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
2832          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
2833          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
2834          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
2835          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
2836          * appear as very large values with unsigned longs.
2837          */
2838         if (max_load <= busiest_load_per_task)
2839                 goto out_balanced;
2840
2841         /*
2842          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
2843          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
2844          * its cpu_power, while calculating max_load..)
2845          */
2846         if (max_load < avg_load) {
2847                 *imbalance = 0;
2848                 goto small_imbalance;
2849         }
2850
2851         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
2852         max_pull = min(max_load - avg_load, max_load - busiest_load_per_task);
2853
2854         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
2855         *imbalance = min(max_pull * busiest->__cpu_power,
2856                                 (avg_load - this_load) * this->__cpu_power)
2857                         / SCHED_LOAD_SCALE;
2858
2859         /*
2860          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
2861          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
2862          * a think about bumping its value to force at least one task to be
2863          * moved
2864          */
2865         if (*imbalance < busiest_load_per_task) {
2866                 unsigned long tmp, pwr_now, pwr_move;
2867                 unsigned int imbn;
2868
2869 small_imbalance:
2870                 pwr_move = pwr_now = 0;
2871                 imbn = 2;
2872                 if (this_nr_running) {
2873                         this_load_per_task /= this_nr_running;
2874                         if (busiest_load_per_task > this_load_per_task)
2875                                 imbn = 1;
2876                 } else
2877                         this_load_per_task = SCHED_LOAD_SCALE;
2878
2879                 if (max_load - this_load + SCHED_LOAD_SCALE_FUZZ >=
2880                                         busiest_load_per_task * imbn) {
2881                         *imbalance = busiest_load_per_task;
2882                         return busiest;
2883                 }
2884
2885                 /*
2886                  * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
2887                  * however we may be able to increase total CPU power used by
2888                  * moving them.
2889                  */
2890
2891                 pwr_now += busiest->__cpu_power *
2892                                 min(busiest_load_per_task, max_load);
2893                 pwr_now += this->__cpu_power *
2894                                 min(this_load_per_task, this_load);
2895                 pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
2896
2897                 /* Amount of load we'd subtract */
2898                 tmp = sg_div_cpu_power(busiest,
2899                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
2900                 if (max_load > tmp)
2901                         pwr_move += busiest->__cpu_power *
2902                                 min(busiest_load_per_task, max_load - tmp);
2903
2904                 /* Amount of load we'd add */
2905                 if (max_load * busiest->__cpu_power <
2906                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
2907                         tmp = sg_div_cpu_power(this,
2908                                         max_load * busiest->__cpu_power);
2909                 else
2910                         tmp = sg_div_cpu_power(this,
2911                                 busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
2912                 pwr_move += this->__cpu_power *
2913                                 min(this_load_per_task, this_load + tmp);
2914                 pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
2915
2916                 /* Move if we gain throughput */
2917                 if (pwr_move > pwr_now)
2918                         *imbalance = busiest_load_per_task;
2919         }
2920
2921         return busiest;
2922
2923 out_balanced:
2924 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
2925         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2926                 goto ret;
2927
2928         if (this == group_leader && group_leader != group_min) {
2929                 *imbalance = min_load_per_task;
2930                 return group_min;
2931         }
2932 #endif
2933 ret:
2934         *imbalance = 0;
2935         return NULL;
2936 }
2937
2938 /*
2939  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
2940  */
2941 static struct rq *
2942 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
2943                    unsigned long imbalance, cpumask_t *cpus)
2944 {
2945         struct rq *busiest = NULL, *rq;
2946         unsigned long max_load = 0;
2947         int i;
2948
2949         for_each_cpu_mask(i, group->cpumask) {
2950                 unsigned long wl;
2951
2952                 if (!cpu_isset(i, *cpus))
2953                         continue;
2954
2955                 rq = cpu_rq(i);
2956                 wl = weighted_cpuload(i);
2957
2958                 if (rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
2959                         continue;
2960
2961                 if (wl > max_load) {
2962                         max_load = wl;
2963                         busiest = rq;
2964                 }
2965         }
2966
2967         return busiest;
2968 }
2969
2970 /*
2971  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
2972  * so long as it is large enough.
2973  */
2974 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
2975
2976 /*
2977  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
2978  * tasks if there is an imbalance.
2979  */
2980 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
2981                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
2982                         int *balance)
2983 {
2984         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
2985         struct sched_group *group;
2986         unsigned long imbalance;
2987         struct rq *busiest;
2988         cpumask_t cpus = CPU_MASK_ALL;
2989         unsigned long flags;
2990
2991         /*
2992          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
2993          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
2994          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
2995          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
2996          */
2997         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
2998             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
2999                 sd_idle = 1;
3000
3001         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
3002
3003 redo:
3004         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
3005                                    &cpus, balance);
3006
3007         if (*balance == 0)
3008                 goto out_balanced;
3009
3010         if (!group) {
3011                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
3012                 goto out_balanced;
3013         }
3014
3015         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, &cpus);
3016         if (!busiest) {
3017                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
3018                 goto out_balanced;
3019         }
3020
3021         BUG_ON(busiest == this_rq);
3022
3023         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
3024
3025         ld_moved = 0;
3026         if (busiest->nr_running > 1) {
3027                 /*
3028                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
3029                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
3030                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
3031                  * correctly treated as an imbalance.
3032                  */
3033                 local_irq_save(flags);
3034                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
3035                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3036                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
3037                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
3038                 local_irq_restore(flags);
3039
3040                 /*
3041                  * some other cpu did the load balance for us.
3042                  */
3043                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
3044                         resched_cpu(this_cpu);
3045
3046                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
3047                 if (unlikely(all_pinned)) {
3048                         cpu_clear(cpu_of(busiest), cpus);
3049                         if (!cpus_empty(cpus))
3050                                 goto redo;
3051                         goto out_balanced;
3052                 }
3053         }
3054
3055         if (!ld_moved) {
3056                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
3057                 sd->nr_balance_failed++;
3058
3059                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
3060
3061                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
3062
3063                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
3064                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
3065                          */
3066                         if (!cpu_isset(this_cpu, busiest->curr->cpus_allowed)) {
3067                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3068                                 all_pinned = 1;
3069                                 goto out_one_pinned;
3070                         }
3071
3072                         if (!busiest->active_balance) {
3073                                 busiest->active_balance = 1;
3074                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
3075                                 active_balance = 1;
3076                         }
3077                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3078                         if (active_balance)
3079                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
3080
3081                         /*
3082                          * We've kicked active balancing, reset the failure
3083                          * counter.
3084                          */
3085                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
3086                 }
3087         } else
3088                 sd->nr_balance_failed = 0;
3089
3090         if (likely(!active_balance)) {
3091                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
3092                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
3093         } else {
3094                 /*
3095                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
3096                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
3097                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3098                  * move_tasks).
3099                  */
3100                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3101                         sd->balance_interval *= 2;
3102         }
3103
3104         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3105             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3106                 return -1;
3107         return ld_moved;
3108
3109 out_balanced:
3110         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3111
3112         sd->nr_balance_failed = 0;
3113
3114 out_one_pinned:
3115         /* tune up the balancing interval */
3116         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3117                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3118                 sd->balance_interval *= 2;
3119
3120         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3121             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3122                 return -1;
3123         return 0;
3124 }
3125
3126 /*
3127  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3128  * tasks if there is an imbalance.
3129  *
3130  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
3131  * this_rq is locked.
3132  */
3133 static int
3134 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
3135 {
3136         struct sched_group *group;
3137         struct rq *busiest = NULL;
3138         unsigned long imbalance;
3139         int ld_moved = 0;
3140         int sd_idle = 0;
3141         int all_pinned = 0;
3142         cpumask_t cpus = CPU_MASK_ALL;
3143
3144         /*
3145          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3146          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3147          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
3148          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3149          */
3150         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3151             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3152                 sd_idle = 1;
3153
3154         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
3155 redo:
3156         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
3157                                    &sd_idle, &cpus, NULL);
3158         if (!group) {
3159                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
3160                 goto out_balanced;
3161         }
3162
3163         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance,
3164                                 &cpus);
3165         if (!busiest) {
3166                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
3167                 goto out_balanced;
3168         }
3169
3170         BUG_ON(busiest == this_rq);
3171
3172         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
3173
3174         ld_moved = 0;
3175         if (busiest->nr_running > 1) {
3176                 /* Attempt to move tasks */
3177                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
3178                 /* this_rq->clock is already updated */
3179                 update_rq_clock(busiest);
3180                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3181                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
3182                                         &all_pinned);
3183                 spin_unlock(&busiest->lock);
3184
3185                 if (unlikely(all_pinned)) {
3186                         cpu_clear(cpu_of(busiest), cpus);
3187                         if (!cpus_empty(cpus))
3188                                 goto redo;
3189                 }
3190         }
3191
3192         if (!ld_moved) {
3193                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
3194                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3195                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3196                         return -1;
3197         } else
3198                 sd->nr_balance_failed = 0;
3199
3200         return ld_moved;
3201
3202 out_balanced:
3203         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
3204         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3205             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3206                 return -1;
3207         sd->nr_balance_failed = 0;
3208
3209         return 0;
3210 }
3211
3212 /*
3213  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
3214  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
3215  */
3216 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
3217 {
3218         struct sched_domain *sd;
3219         int pulled_task = -1;
3220         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
3221
3222         for_each_domain(this_cpu, sd) {
3223                 unsigned long interval;
3224
3225                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3226                         continue;
3227
3228                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
3229                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
3230                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu,
3231                                                                 this_rq, sd);
3232
3233                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
3234                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
3235                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3236                 if (pulled_task)
3237                         break;
3238         }
3239         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
3240                 /*
3241                  * We are going idle. next_balance may be set based on
3242                  * a busy processor. So reset next_balance.
3243                  */
3244                 this_rq->next_balance = next_balance;
3245         }
3246 }
3247
3248 /*
3249  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
3250  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
3251  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
3252  * logical imbalances.
3253  *
3254  * Called with busiest_rq locked.
3255  */
3256 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
3257 {
3258         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
3259         struct sched_domain *sd;
3260         struct rq *target_rq;
3261
3262         /* Is there any task to move? */
3263         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
3264                 return;
3265
3266         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
3267
3268         /*
3269          * This condition is "impossible", if it occurs
3270          * we need to fix it. Originally reported by
3271          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
3272          */
3273         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
3274
3275         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
3276         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
3277         update_rq_clock(busiest_rq);
3278         update_rq_clock(target_rq);
3279
3280         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
3281         for_each_domain(target_cpu, sd) {
3282                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
3283                     cpu_isset(busiest_cpu, sd->span))
3284                                 break;
3285         }
3286
3287         if (likely(sd)) {
3288                 schedstat_inc(sd, alb_count);
3289
3290                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
3291                                   sd, CPU_IDLE))
3292                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
3293                 else
3294                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
3295         }
3296         spin_unlock(&target_rq->lock);
3297 }
3298
3299 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3300 static struct {
3301         atomic_t load_balancer;
3302         cpumask_t cpu_mask;
3303 } nohz ____cacheline_aligned = {
3304         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
3305         .cpu_mask = CPU_MASK_NONE,
3306 };
3307
3308 /*
3309  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
3310  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
3311  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
3312  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
3313  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
3314  * arrives...
3315  *
3316  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
3317  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
3318  * nohz.cpu_mask..
3319  *
3320  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
3321  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
3322  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
3323  * there is no need for ilb owner.
3324  *
3325  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
3326  * next busy scheduler_tick()
3327  */
3328 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
3329 {
3330         int cpu = smp_processor_id();
3331
3332         if (stop_tick) {
3333                 cpu_set(cpu, nohz.cpu_mask);
3334                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
3335
3336                 /*
3337                  * If we are going offline and still the leader, give up!
3338                  */
3339                 if (cpu_is_offline(cpu) &&
3340                     atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
3341                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3342                                 BUG();
3343                         return 0;
3344                 }
3345
3346                 /* time for ilb owner also to sleep */
3347                 if (cpus_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
3348                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3349                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3350                         return 0;
3351                 }
3352
3353                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
3354                         /* make me the ilb owner */
3355                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
3356                                 return 1;
3357                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3358                         return 1;
3359         } else {
3360                 if (!cpu_isset(cpu, nohz.cpu_mask))
3361                         return 0;
3362
3363                 cpu_clear(cpu, nohz.cpu_mask);
3364
3365                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
3366                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
3367                                 BUG();
3368         }
3369         return 0;
3370 }
3371 #endif
3372
3373 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
3374
3375 /*
3376  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
3377  * and initiates a balancing operation if so.
3378  *
3379  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
3380  */
3381 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
3382 {
3383         int balance = 1;
3384         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3385         unsigned long interval;
3386         struct sched_domain *sd;
3387         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
3388         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
3389         int update_next_balance = 0;
3390
3391         for_each_domain(cpu, sd) {
3392                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
3393                         continue;
3394
3395                 interval = sd->balance_interval;
3396                 if (idle != CPU_IDLE)
3397                         interval *= sd->busy_factor;
3398
3399                 /* scale ms to jiffies */
3400                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
3401                 if (unlikely(!interval))
3402                         interval = 1;
3403                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
3404                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
3405
3406
3407                 if (sd->flags & SD_SERIALIZE) {
3408                         if (!spin_trylock(&balancing))
3409                                 goto out;
3410                 }
3411
3412                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
3413                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
3414                                 /*
3415                                  * We've pulled tasks over so either we're no
3416                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
3417                                  * not idle.
3418                                  */
3419                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
3420                         }
3421                         sd->last_balance = jiffies;
3422                 }
3423                 if (sd->flags & SD_SERIALIZE)
3424                         spin_unlock(&balancing);
3425 out:
3426                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
3427                         next_balance = sd->last_balance + interval;
3428                         update_next_balance = 1;
3429                 }
3430
3431                 /*
3432                  * Stop the load balance at this level. There is another
3433                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
3434                  * actively.
3435                  */
3436                 if (!balance)
3437                         break;
3438         }
3439
3440         /*
3441          * next_balance will be updated only when there is a need.
3442          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
3443          * updated.
3444          */
3445         if (likely(update_next_balance))
3446                 rq->next_balance = next_balance;
3447 }
3448
3449 /*
3450  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
3451  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
3452  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
3453  */
3454 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
3455 {
3456         int this_cpu = smp_processor_id();
3457         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
3458         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
3459                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
3460
3461         rebalance_domains(this_cpu, idle);
3462
3463 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3464         /*
3465          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
3466          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
3467          * stopped.
3468          */
3469         if (this_rq->idle_at_tick &&
3470             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
3471                 cpumask_t cpus = nohz.cpu_mask;
3472                 struct rq *rq;
3473                 int balance_cpu;
3474
3475                 cpu_clear(this_cpu, cpus);
3476                 for_each_cpu_mask(balance_cpu, cpus) {
3477                         /*
3478                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
3479                          * work being done for other cpus. Next load
3480                          * balancing owner will pick it up.
3481                          */
3482                         if (need_resched())
3483                                 break;
3484
3485                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
3486
3487                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
3488                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
3489                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
3490                 }
3491         }
3492 #endif
3493 }
3494
3495 /*
3496  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
3497  *
3498  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
3499  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
3500  * if the whole system is idle.
3501  */
3502 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
3503 {
3504 #ifdef CONFIG_NO_HZ
3505         /*
3506          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
3507          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
3508          * load balancer.
3509          */
3510         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
3511                 rq->in_nohz_recently = 0;
3512
3513                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
3514                         cpu_clear(cpu, nohz.cpu_mask);
3515                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
3516                 }
3517
3518                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
3519                         /*
3520                          * simple selection for now: Nominate the
3521                          * first cpu in the nohz list to be the next
3522                          * ilb owner.
3523                          *
3524                          * TBD: Traverse the sched domains and nominate
3525                          * the nearest cpu in the nohz.cpu_mask.
3526                          */
3527                         int ilb = first_cpu(nohz.cpu_mask);
3528
3529                         if (ilb != NR_CPUS)
3530                                 resched_cpu(ilb);
3531                 }
3532         }
3533
3534         /*
3535          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
3536          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
3537          */
3538         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
3539             cpus_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
3540                 resched_cpu(cpu);
3541                 return;
3542         }
3543
3544         /*
3545          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
3546          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
3547          */
3548         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
3549             cpu_isset(cpu, nohz.cpu_mask))
3550                 return;
3551 #endif
3552         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
3553                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
3554 }
3555
3556 #else   /* CONFIG_SMP */
3557
3558 /*
3559  * on UP we do not need to balance between CPUs:
3560  */
3561 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
3562 {
3563 }
3564
3565 #endif
3566
3567 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3568
3569 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3570
3571 /*
3572  * Return p->sum_exec_runtime plus any more ns on the sched_clock
3573  * that have not yet been banked in case the task is currently running.
3574  */
3575 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3576 {
3577         unsigned long flags;
3578         u64 ns, delta_exec;
3579         struct rq *rq;
3580
3581         rq = task_rq_lock(p, &flags);
3582         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3583         if (task_current(rq, p)) {
3584                 update_rq_clock(rq);
3585                 delta_exec = rq->clock - p->se.exec_start;
3586                 if ((s64)delta_exec > 0)
3587                         ns += delta_exec;
3588         }
3589         task_rq_unlock(rq, &flags);
3590
3591         return ns;
3592 }
3593
3594 /*
3595  * Account user cpu time to a process.
3596  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3597  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
3598  */
3599 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
3600 {
3601         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3602         cputime64_t tmp;
3603
3604         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
3605
3606         /* Add user time to cpustat. */
3607         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3608         if (TASK_NICE(p) > 0)
3609                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
3610         else
3611                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
3612 }
3613
3614 /*
3615  * Account guest cpu time to a process.
3616  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3617  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
3618  */
3619 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
3620 {
3621         cputime64_t tmp;
3622         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3623
3624         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3625
3626         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
3627         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
3628
3629         cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
3630         cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
3631 }
3632
3633 /*
3634  * Account scaled user cpu time to a process.
3635  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3636  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
3637  */
3638 void account_user_time_scaled(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
3639 {
3640         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime);
3641 }
3642
3643 /*
3644  * Account system cpu time to a process.
3645  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3646  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
3647  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
3648  */
3649 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
3650                          cputime_t cputime)
3651 {
3652         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3653         struct rq *rq = this_rq();
3654         cputime64_t tmp;
3655
3656         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0))
3657                 return account_guest_time(p, cputime);
3658
3659         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
3660
3661         /* Add system time to cpustat. */
3662         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
3663         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
3664                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
3665         else if (softirq_count())
3666                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
3667         else if (p != rq->idle)
3668                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
3669         else if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
3670                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, tmp);
3671         else
3672                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, tmp);
3673         /* Account for system time used */
3674         acct_update_integrals(p);
3675 }
3676
3677 /*
3678  * Account scaled system cpu time to a process.
3679  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
3680  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
3681  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
3682  */
3683 void account_system_time_scaled(struct task_struct *p, cputime_t cputime)
3684 {
3685         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime);
3686 }
3687
3688 /*
3689  * Account for involuntary wait time.
3690  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
3691  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
3692  */
3693 void account_steal_time(struct task_struct *p, cputime_t steal)
3694 {
3695         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
3696         cputime64_t tmp = cputime_to_cputime64(steal);
3697         struct rq *rq = this_rq();
3698
3699         if (p == rq->idle) {
3700                 p->stime = cputime_add(p->stime, steal);
3701                 if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
3702                         cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, tmp);
3703                 else
3704                         cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, tmp);
3705         } else
3706                 cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, tmp);
3707 }
3708
3709 /*
3710  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3711  * We call it with interrupts disabled.
3712  *
3713  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
3714  * timeslices.
3715  */
3716 void scheduler_tick(void)
3717 {
3718         int cpu = smp_processor_id();
3719         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3720         struct task_struct *curr = rq->curr;
3721         u64 next_tick = rq->tick_timestamp + TICK_NSEC;
3722
3723         spin_lock(&rq->lock);
3724         __update_rq_clock(rq);
3725         /*
3726          * Let rq->clock advance by at least TICK_NSEC:
3727          */
3728         if (unlikely(rq->clock < next_tick)) {
3729                 rq->clock = next_tick;
3730                 rq->clock_underflows++;
3731         }
3732         rq->tick_timestamp = rq->clock;
3733         update_cpu_load(rq);
3734         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3735         update_sched_rt_period(rq);
3736         spin_unlock(&rq->lock);
3737
3738 #ifdef CONFIG_SMP
3739         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
3740         trigger_load_balance(rq, cpu);
3741 #endif
3742 }
3743
3744 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3745
3746 void add_preempt_count(int val)
3747 {
3748         /*
3749          * Underflow?
3750          */
3751         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3752                 return;
3753         preempt_count() += val;
3754         /*
3755          * Spinlock count overflowing soon?
3756          */
3757         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3758                                 PREEMPT_MASK - 10);
3759 }
3760 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
3761
3762 void sub_preempt_count(int val)
3763 {
3764         /*
3765          * Underflow?
3766          */
3767         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3768                 return;
3769         /*
3770          * Is the spinlock portion underflowing?
3771          */
3772         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3773                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3774                 return;
3775
3776         preempt_count() -= val;
3777 }
3778 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
3779
3780 #endif
3781
3782 /*
3783  * Print scheduling while atomic bug:
3784  */
3785 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3786 {
3787         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
3788
3789         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3790                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3791
3792         debug_show_held_locks(prev);
3793         if (irqs_disabled())
3794                 print_irqtrace_events(prev);
3795
3796         if (regs)
3797                 show_regs(regs);
3798         else
3799                 dump_stack();
3800 }
3801
3802 /*
3803  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3804  */
3805 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3806 {
3807         /*
3808          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
3809          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
3810          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
3811          */
3812         if (unlikely(in_atomic_preempt_off()) && unlikely(!prev->exit_state))
3813                 __schedule_bug(prev);
3814
3815         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3816
3817         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
3818 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3819         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
3820                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
3821                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
3822         }
3823 #endif
3824 }
3825
3826 /*
3827  * Pick up the highest-prio task:
3828  */
3829 static inline struct task_struct *
3830 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
3831 {
3832         const struct sched_class *class;
3833         struct task_struct *p;
3834
3835         /*
3836          * Optimization: we know that if all tasks are in
3837          * the fair class we can call that function directly:
3838          */
3839         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
3840                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
3841                 if (likely(p))
3842                         return p;
3843         }
3844
3845         class = sched_class_highest;
3846         for ( ; ; ) {
3847                 p = class->pick_next_task(rq);
3848                 if (p)
3849                         return p;
3850                 /*
3851                  * Will never be NULL as the idle class always
3852                  * returns a non-NULL p:
3853                  */
3854                 class = class->next;
3855         }
3856 }
3857
3858 /*
3859  * schedule() is the main scheduler function.
3860  */
3861 asmlinkage void __sched schedule(void)
3862 {
3863         struct task_struct *prev, *next;
3864         long *switch_count;
3865         struct rq *rq;
3866         int cpu;
3867
3868 need_resched:
3869         preempt_disable();
3870         cpu = smp_processor_id();
3871         rq = cpu_rq(cpu);
3872         rcu_qsctr_inc(cpu);
3873         prev = rq->curr;
3874         switch_count = &prev->nivcsw;
3875
3876         release_kernel_lock(prev);
3877 need_resched_nonpreemptible:
3878
3879         schedule_debug(prev);
3880
3881         hrtick_clear(rq);
3882
3883         /*
3884          * Do the rq-clock update outside the rq lock:
3885          */
3886         local_irq_disable();
3887         __update_rq_clock(rq);
3888         spin_lock(&rq->lock);
3889         clear_tsk_need_resched(prev);
3890
3891         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
3892                 if (unlikely((prev->state & TASK_INTERRUPTIBLE) &&
3893                                 unlikely(signal_pending(prev)))) {
3894                         prev->state = TASK_RUNNING;
3895                 } else {
3896                         deactivate_task(rq, prev, 1);
3897                 }
3898                 switch_count = &prev->nvcsw;
3899         }
3900
3901 #ifdef CONFIG_SMP
3902         if (prev->sched_class->pre_schedule)
3903                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
3904 #endif
3905
3906         if (unlikely(!rq->nr_running))
3907                 idle_balance(cpu, rq);
3908
3909         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
3910         next = pick_next_task(rq, prev);
3911
3912         sched_info_switch(prev, next);
3913
3914         if (likely(prev != next)) {
3915                 rq->nr_switches++;
3916                 rq->curr = next;
3917                 ++*switch_count;
3918
3919                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
3920                 /*
3921                  * the context switch might have flipped the stack from under
3922                  * us, hence refresh the local variables.
3923                  */
3924                 cpu = smp_processor_id();
3925                 rq = cpu_rq(cpu);
3926         } else
3927                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
3928
3929         hrtick_set(rq);
3930
3931         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
3932                 goto need_resched_nonpreemptible;
3933
3934         preempt_enable_no_resched();
3935         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)))
3936                 goto need_resched;
3937 }
3938 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3939
3940 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3941 /*
3942  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
3943  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
3944  * occur there and call schedule directly.
3945  */
3946 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
3947 {
3948         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3949         struct task_struct *task = current;
3950         int saved_lock_depth;
3951
3952         /*
3953          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
3954          * we do not want to preempt the current task. Just return..
3955          */
3956         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
3957                 return;
3958
3959         do {
3960                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3961
3962                 /*
3963                  * We keep the big kernel semaphore locked, but we
3964                  * clear ->lock_depth so that schedule() doesnt
3965                  * auto-release the semaphore:
3966                  */
3967                 saved_lock_depth = task->lock_depth;
3968                 task->lock_depth = -1;
3969                 schedule();
3970                 task->lock_depth = saved_lock_depth;
3971                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3972
3973                 /*
3974                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
3975                  * between schedule and now.
3976                  */
3977                 barrier();
3978         } while (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)));
3979 }
3980 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
3981
3982 /*
3983  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
3984  * off of irq context.
3985  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
3986  * protect us against recursive calling from irq.
3987  */
3988 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
3989 {
3990         struct thread_info *ti = current_thread_info();
3991         struct task_struct *task = current;
3992         int saved_lock_depth;
3993
3994         /* Catch callers which need to be fixed */
3995         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
3996
3997         do {
3998                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
3999
4000                 /*
4001                  * We keep the big kernel semaphore locked, but we
4002                  * clear ->lock_depth so that schedule() doesnt
4003                  * auto-release the semaphore:
4004                  */
4005                 saved_lock_depth = task->lock_depth;
4006                 task->lock_depth = -1;
4007                 local_irq_enable();
4008                 schedule();
4009                 local_irq_disable();
4010                 task->lock_depth = saved_lock_depth;
4011                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
4012
4013                 /*
4014                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4015                  * between schedule and now.
4016                  */
4017                 barrier();
4018         } while (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)));
4019 }
4020
4021 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
4022
4023 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int sync,
4024                           void *key)
4025 {
4026         return try_to_wake_up(curr->private, mode, sync);
4027 }
4028 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4029
4030 /*
4031  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
4032  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
4033  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
4034  *
4035  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
4036  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
4037  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
4038  */
4039 static void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4040                              int nr_exclusive, int sync, void *key)
4041 {
4042         wait_queue_t *curr, *next;
4043
4044         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
4045                 unsigned flags = curr->flags;
4046
4047                 if (curr->func(curr, mode, sync, key) &&
4048                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
4049                         break;
4050         }
4051 }
4052
4053 /**
4054  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
4055  * @q: the waitqueue
4056  * @mode: which threads
4057  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
4058  * @key: is directly passed to the wakeup function
4059  */
4060 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
4061                         int nr_exclusive, void *key)
4062 {
4063         unsigned long flags;
4064
4065         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
4066         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
4067         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
4068 }
4069 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);