tracing/events: move trace point headers into include/trace/events
[safe/jmp/linux-2.6] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <linux/smp_lock.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/kthread.h>
58 #include <linux/proc_fs.h>
59 #include <linux/seq_file.h>
60 #include <linux/sysctl.h>
61 #include <linux/syscalls.h>
62 #include <linux/times.h>
63 #include <linux/tsacct_kern.h>
64 #include <linux/kprobes.h>
65 #include <linux/delayacct.h>
66 #include <linux/reciprocal_div.h>
67 #include <linux/unistd.h>
68 #include <linux/pagemap.h>
69 #include <linux/hrtimer.h>
70 #include <linux/tick.h>
71 #include <linux/bootmem.h>
72 #include <linux/debugfs.h>
73 #include <linux/ctype.h>
74 #include <linux/ftrace.h>
75
76 #include <asm/tlb.h>
77 #include <asm/irq_regs.h>
78
79 #include "sched_cpupri.h"
80
81 #define CREATE_TRACE_POINTS
82 #include <trace/events/sched.h>
83
84 /*
85  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
86  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
87  * and back.
88  */
89 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
90 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
91 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
92
93 /*
94  * 'User priority' is the nice value converted to something we
95  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
96  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
97  */
98 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
99 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
100 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
101
102 /*
103  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
104  */
105 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
106
107 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
108 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
109
110 /*
111  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
112  *
113  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
114  * Timeslices get refilled after they expire.
115  */
116 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
117
118 /*
119  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
120  */
121 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
122
123 #ifdef CONFIG_SMP
124
125 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
126
127 /*
128  * Divide a load by a sched group cpu_power : (load / sg->__cpu_power)
129  * Since cpu_power is a 'constant', we can use a reciprocal divide.
130  */
131 static inline u32 sg_div_cpu_power(const struct sched_group *sg, u32 load)
132 {
133         return reciprocal_divide(load, sg->reciprocal_cpu_power);
134 }
135
136 /*
137  * Each time a sched group cpu_power is changed,
138  * we must compute its reciprocal value
139  */
140 static inline void sg_inc_cpu_power(struct sched_group *sg, u32 val)
141 {
142         sg->__cpu_power += val;
143         sg->reciprocal_cpu_power = reciprocal_value(sg->__cpu_power);
144 }
145 #endif
146
147 static inline int rt_policy(int policy)
148 {
149         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
150                 return 1;
151         return 0;
152 }
153
154 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
155 {
156         return rt_policy(p->policy);
157 }
158
159 /*
160  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
161  */
162 struct rt_prio_array {
163         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
164         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
165 };
166
167 struct rt_bandwidth {
168         /* nests inside the rq lock: */
169         spinlock_t              rt_runtime_lock;
170         ktime_t                 rt_period;
171         u64                     rt_runtime;
172         struct hrtimer          rt_period_timer;
173 };
174
175 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
176
177 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
178
179 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
180 {
181         struct rt_bandwidth *rt_b =
182                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
183         ktime_t now;
184         int overrun;
185         int idle = 0;
186
187         for (;;) {
188                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
189                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
190
191                 if (!overrun)
192                         break;
193
194                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
195         }
196
197         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
198 }
199
200 static
201 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
202 {
203         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
204         rt_b->rt_runtime = runtime;
205
206         spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
207
208         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
209                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
210         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
211 }
212
213 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
214 {
215         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
216 }
217
218 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
219 {
220         ktime_t now;
221
222         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
223                 return;
224
225         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
226                 return;
227
228         spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
229         for (;;) {
230                 unsigned long delta;
231                 ktime_t soft, hard;
232
233                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
234                         break;
235
236                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
237                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
238
239                 soft = hrtimer_get_softexpires(&rt_b->rt_period_timer);
240                 hard = hrtimer_get_expires(&rt_b->rt_period_timer);
241                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
242                 __hrtimer_start_range_ns(&rt_b->rt_period_timer, soft, delta,
243                                 HRTIMER_MODE_ABS, 0);
244         }
245         spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
246 }
247
248 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
249 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
250 {
251         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
252 }
253 #endif
254
255 /*
256  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
257  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
258  */
259 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
260
261 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
262
263 #include <linux/cgroup.h>
264
265 struct cfs_rq;
266
267 static LIST_HEAD(task_groups);
268
269 /* task group related information */
270 struct task_group {
271 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
272         struct cgroup_subsys_state css;
273 #endif
274
275 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
276         uid_t uid;
277 #endif
278
279 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
280         /* schedulable entities of this group on each cpu */
281         struct sched_entity **se;
282         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
283         struct cfs_rq **cfs_rq;
284         unsigned long shares;
285 #endif
286
287 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
288         struct sched_rt_entity **rt_se;
289         struct rt_rq **rt_rq;
290
291         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
292 #endif
293
294         struct rcu_head rcu;
295         struct list_head list;
296
297         struct task_group *parent;
298         struct list_head siblings;
299         struct list_head children;
300 };
301
302 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
303
304 /* Helper function to pass uid information to create_sched_user() */
305 void set_tg_uid(struct user_struct *user)
306 {
307         user->tg->uid = user->uid;
308 }
309
310 /*
311  * Root task group.
312  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
313  *      be a child to this group.
314  */
315 struct task_group root_task_group;
316
317 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
318 /* Default task group's sched entity on each cpu */
319 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
320 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
321 static DEFINE_PER_CPU(struct cfs_rq, init_cfs_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
322 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
323
324 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
325 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
326 static DEFINE_PER_CPU(struct rt_rq, init_rt_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
327 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
328 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
329 #define root_task_group init_task_group
330 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
331
332 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
333  * a task group's cpu shares.
334  */
335 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
336
337 #ifdef CONFIG_SMP
338 static int root_task_group_empty(void)
339 {
340         return list_empty(&root_task_group.children);
341 }
342 #endif
343
344 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
345 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
346 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
347 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
348 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
349 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
350
351 /*
352  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
353  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
354  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
355  * too large, so as the shares value of a task group.
356  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
357  *  limitation from this.)
358  */
359 #define MIN_SHARES      2
360 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
361
362 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
363 #endif
364
365 /* Default task group.
366  *      Every task in system belong to this group at bootup.
367  */
368 struct task_group init_task_group;
369
370 /* return group to which a task belongs */
371 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
372 {
373         struct task_group *tg;
374
375 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
376         rcu_read_lock();
377         tg = __task_cred(p)->user->tg;
378         rcu_read_unlock();
379 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
380         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
381                                 struct task_group, css);
382 #else
383         tg = &init_task_group;
384 #endif
385         return tg;
386 }
387
388 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
389 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
390 {
391 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
392         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
393         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
394 #endif
395
396 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
397         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
398         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
399 #endif
400 }
401
402 #else
403
404 #ifdef CONFIG_SMP
405 static int root_task_group_empty(void)
406 {
407         return 1;
408 }
409 #endif
410
411 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
412 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
413 {
414         return NULL;
415 }
416
417 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
418
419 /* CFS-related fields in a runqueue */
420 struct cfs_rq {
421         struct load_weight load;
422         unsigned long nr_running;
423
424         u64 exec_clock;
425         u64 min_vruntime;
426
427         struct rb_root tasks_timeline;
428         struct rb_node *rb_leftmost;
429
430         struct list_head tasks;
431         struct list_head *balance_iterator;
432
433         /*
434          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
435          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
436          */
437         struct sched_entity *curr, *next, *last;
438
439         unsigned int nr_spread_over;
440
441 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
442         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
443
444         /*
445          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
446          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
447          * (like users, containers etc.)
448          *
449          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
450          * list is used during load balance.
451          */
452         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
453         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
454
455 #ifdef CONFIG_SMP
456         /*
457          * the part of load.weight contributed by tasks
458          */
459         unsigned long task_weight;
460
461         /*
462          *   h_load = weight * f(tg)
463          *
464          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
465          * this group.
466          */
467         unsigned long h_load;
468
469         /*
470          * this cpu's part of tg->shares
471          */
472         unsigned long shares;
473
474         /*
475          * load.weight at the time we set shares
476          */
477         unsigned long rq_weight;
478 #endif
479 #endif
480 };
481
482 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
483 struct rt_rq {
484         struct rt_prio_array active;
485         unsigned long rt_nr_running;
486 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
487         struct {
488                 int curr; /* highest queued rt task prio */
489 #ifdef CONFIG_SMP
490                 int next; /* next highest */
491 #endif
492         } highest_prio;
493 #endif
494 #ifdef CONFIG_SMP
495         unsigned long rt_nr_migratory;
496         int overloaded;
497         struct plist_head pushable_tasks;
498 #endif
499         int rt_throttled;
500         u64 rt_time;
501         u64 rt_runtime;
502         /* Nests inside the rq lock: */
503         spinlock_t rt_runtime_lock;
504
505 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
506         unsigned long rt_nr_boosted;
507
508         struct rq *rq;
509         struct list_head leaf_rt_rq_list;
510         struct task_group *tg;
511         struct sched_rt_entity *rt_se;
512 #endif
513 };
514
515 #ifdef CONFIG_SMP
516
517 /*
518  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
519  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
520  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
521  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
522  * object.
523  *
524  */
525 struct root_domain {
526         atomic_t refcount;
527         cpumask_var_t span;
528         cpumask_var_t online;
529
530         /*
531          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
532          * one runnable RT task.
533          */
534         cpumask_var_t rto_mask;
535         atomic_t rto_count;
536 #ifdef CONFIG_SMP
537         struct cpupri cpupri;
538 #endif
539 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
540         /*
541          * Preferred wake up cpu nominated by sched_mc balance that will be
542          * used when most cpus are idle in the system indicating overall very
543          * low system utilisation. Triggered at POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP(2)
544          */
545         unsigned int sched_mc_preferred_wakeup_cpu;
546 #endif
547 };
548
549 /*
550  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
551  * members (mimicking the global state we have today).
552  */
553 static struct root_domain def_root_domain;
554
555 #endif
556
557 /*
558  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
559  *
560  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
561  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
562  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
563  */
564 struct rq {
565         /* runqueue lock: */
566         spinlock_t lock;
567
568         /*
569          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
570          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
571          */
572         unsigned long nr_running;
573         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
574         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
575 #ifdef CONFIG_NO_HZ
576         unsigned long last_tick_seen;
577         unsigned char in_nohz_recently;
578 #endif
579         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
580         struct load_weight load;
581         unsigned long nr_load_updates;
582         u64 nr_switches;
583
584         struct cfs_rq cfs;
585         struct rt_rq rt;
586
587 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
588         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
589         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
590 #endif
591 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
592         struct list_head leaf_rt_rq_list;
593 #endif
594
595         /*
596          * This is part of a global counter where only the total sum
597          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
598          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
599          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
600          */
601         unsigned long nr_uninterruptible;
602
603         struct task_struct *curr, *idle;
604         unsigned long next_balance;
605         struct mm_struct *prev_mm;
606
607         u64 clock;
608
609         atomic_t nr_iowait;
610
611 #ifdef CONFIG_SMP
612         struct root_domain *rd;
613         struct sched_domain *sd;
614
615         unsigned char idle_at_tick;
616         /* For active balancing */
617         int active_balance;
618         int push_cpu;
619         /* cpu of this runqueue: */
620         int cpu;
621         int online;
622
623         unsigned long avg_load_per_task;
624
625         struct task_struct *migration_thread;
626         struct list_head migration_queue;
627 #endif
628
629 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
630 #ifdef CONFIG_SMP
631         int hrtick_csd_pending;
632         struct call_single_data hrtick_csd;
633 #endif
634         struct hrtimer hrtick_timer;
635 #endif
636
637 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
638         /* latency stats */
639         struct sched_info rq_sched_info;
640         unsigned long long rq_cpu_time;
641         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
642
643         /* sys_sched_yield() stats */
644         unsigned int yld_count;
645
646         /* schedule() stats */
647         unsigned int sched_switch;
648         unsigned int sched_count;
649         unsigned int sched_goidle;
650
651         /* try_to_wake_up() stats */
652         unsigned int ttwu_count;
653         unsigned int ttwu_local;
654
655         /* BKL stats */
656         unsigned int bkl_count;
657 #endif
658 };
659
660 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
661
662 static inline void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sync)
663 {
664         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, sync);
665 }
666
667 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
668 {
669 #ifdef CONFIG_SMP
670         return rq->cpu;
671 #else
672         return 0;
673 #endif
674 }
675
676 /*
677  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
678  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
679  *
680  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
681  * preempt-disabled sections.
682  */
683 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
684         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
685
686 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
687 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
688 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
689 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
690
691 static inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
692 {
693         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
694 }
695
696 /*
697  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
698  */
699 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
700 # define const_debug __read_mostly
701 #else
702 # define const_debug static const
703 #endif
704
705 /**
706  * runqueue_is_locked
707  *
708  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
709  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
710  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
711  */
712 int runqueue_is_locked(void)
713 {
714         int cpu = get_cpu();
715         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
716         int ret;
717
718         ret = spin_is_locked(&rq->lock);
719         put_cpu();
720         return ret;
721 }
722
723 /*
724  * Debugging: various feature bits
725  */
726
727 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
728         __SCHED_FEAT_##name ,
729
730 enum {
731 #include "sched_features.h"
732 };
733
734 #undef SCHED_FEAT
735
736 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
737         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
738
739 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
740 #include "sched_features.h"
741         0;
742
743 #undef SCHED_FEAT
744
745 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
746 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
747         #name ,
748
749 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
750 #include "sched_features.h"
751         NULL
752 };
753
754 #undef SCHED_FEAT
755
756 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
757 {
758         int i;
759
760         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
761                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
762                         seq_puts(m, "NO_");
763                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
764         }
765         seq_puts(m, "\n");
766
767         return 0;
768 }
769
770 static ssize_t
771 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
772                 size_t cnt, loff_t *ppos)
773 {
774         char buf[64];
775         char *cmp = buf;
776         int neg = 0;
777         int i;
778
779         if (cnt > 63)
780                 cnt = 63;
781
782         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
783                 return -EFAULT;
784
785         buf[cnt] = 0;
786
787         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
788                 neg = 1;
789                 cmp += 3;
790         }
791
792         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
793                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
794
795                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
796                         if (neg)
797                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
798                         else
799                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
800                         break;
801                 }
802         }
803
804         if (!sched_feat_names[i])
805                 return -EINVAL;
806
807         filp->f_pos += cnt;
808
809         return cnt;
810 }
811
812 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
813 {
814         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
815 }
816
817 static struct file_operations sched_feat_fops = {
818         .open           = sched_feat_open,
819         .write          = sched_feat_write,
820         .read           = seq_read,
821         .llseek         = seq_lseek,
822         .release        = single_release,
823 };
824
825 static __init int sched_init_debug(void)
826 {
827         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
828                         &sched_feat_fops);
829
830         return 0;
831 }
832 late_initcall(sched_init_debug);
833
834 #endif
835
836 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
837
838 /*
839  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
840  * Limited because this is done with IRQs disabled.
841  */
842 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
843
844 /*
845  * ratelimit for updating the group shares.
846  * default: 0.25ms
847  */
848 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
849
850 /*
851  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
852  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
853  * default: 4
854  */
855 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
856
857 /*
858  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
859  * default: 1s
860  */
861 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
862
863 static __read_mostly int scheduler_running;
864
865 /*
866  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
867  * default: 0.95s
868  */
869 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
870
871 static inline u64 global_rt_period(void)
872 {
873         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
874 }
875
876 static inline u64 global_rt_runtime(void)
877 {
878         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
879                 return RUNTIME_INF;
880
881         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
882 }
883
884 #ifndef prepare_arch_switch
885 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
886 #endif
887 #ifndef finish_arch_switch
888 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
889 #endif
890
891 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
892 {
893         return rq->curr == p;
894 }
895
896 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
897 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
898 {
899         return task_current(rq, p);
900 }
901
902 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
903 {
904 }
905
906 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
907 {
908 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
909         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
910         rq->lock.owner = current;
911 #endif
912         /*
913          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
914          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
915          * prev into current:
916          */
917         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
918
919         spin_unlock_irq(&rq->lock);
920 }
921
922 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
923 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
924 {
925 #ifdef CONFIG_SMP
926         return p->oncpu;
927 #else
928         return task_current(rq, p);
929 #endif
930 }
931
932 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
933 {
934 #ifdef CONFIG_SMP
935         /*
936          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
937          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
938          * here.
939          */
940         next->oncpu = 1;
941 #endif
942 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
943         spin_unlock_irq(&rq->lock);
944 #else
945         spin_unlock(&rq->lock);
946 #endif
947 }
948
949 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
950 {
951 #ifdef CONFIG_SMP
952         /*
953          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
954          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
955          * finished.
956          */
957         smp_wmb();
958         prev->oncpu = 0;
959 #endif
960 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
961         local_irq_enable();
962 #endif
963 }
964 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
965
966 /*
967  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
968  * Must be called interrupts disabled.
969  */
970 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
971         __acquires(rq->lock)
972 {
973         for (;;) {
974                 struct rq *rq = task_rq(p);
975                 spin_lock(&rq->lock);
976                 if (likely(rq == task_rq(p)))
977                         return rq;
978                 spin_unlock(&rq->lock);
979         }
980 }
981
982 /*
983  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
984  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
985  * explicitly disabling preemption.
986  */
987 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
988         __acquires(rq->lock)
989 {
990         struct rq *rq;
991
992         for (;;) {
993                 local_irq_save(*flags);
994                 rq = task_rq(p);
995                 spin_lock(&rq->lock);
996                 if (likely(rq == task_rq(p)))
997                         return rq;
998                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
999         }
1000 }
1001
1002 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
1003 {
1004         struct rq *rq = task_rq(p);
1005
1006         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
1007         spin_unlock_wait(&rq->lock);
1008 }
1009
1010 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1011         __releases(rq->lock)
1012 {
1013         spin_unlock(&rq->lock);
1014 }
1015
1016 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
1017         __releases(rq->lock)
1018 {
1019         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
1020 }
1021
1022 /*
1023  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1024  */
1025 static struct rq *this_rq_lock(void)
1026         __acquires(rq->lock)
1027 {
1028         struct rq *rq;
1029
1030         local_irq_disable();
1031         rq = this_rq();
1032         spin_lock(&rq->lock);
1033
1034         return rq;
1035 }
1036
1037 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1038 /*
1039  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1040  *
1041  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1042  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1043  * reschedule event.
1044  *
1045  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1046  * rq->lock.
1047  */
1048
1049 /*
1050  * Use hrtick when:
1051  *  - enabled by features
1052  *  - hrtimer is actually high res
1053  */
1054 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1055 {
1056         if (!sched_feat(HRTICK))
1057                 return 0;
1058         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1059                 return 0;
1060         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1061 }
1062
1063 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1064 {
1065         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1066                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1067 }
1068
1069 /*
1070  * High-resolution timer tick.
1071  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1072  */
1073 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1074 {
1075         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1076
1077         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1078
1079         spin_lock(&rq->lock);
1080         update_rq_clock(rq);
1081         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1082         spin_unlock(&rq->lock);
1083
1084         return HRTIMER_NORESTART;
1085 }
1086
1087 #ifdef CONFIG_SMP
1088 /*
1089  * called from hardirq (IPI) context
1090  */
1091 static void __hrtick_start(void *arg)
1092 {
1093         struct rq *rq = arg;
1094
1095         spin_lock(&rq->lock);
1096         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1097         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1098         spin_unlock(&rq->lock);
1099 }
1100
1101 /*
1102  * Called to set the hrtick timer state.
1103  *
1104  * called with rq->lock held and irqs disabled
1105  */
1106 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1107 {
1108         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1109         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1110
1111         hrtimer_set_expires(timer, time);
1112
1113         if (rq == this_rq()) {
1114                 hrtimer_restart(timer);
1115         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1116                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1117                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1118         }
1119 }
1120
1121 static int
1122 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1123 {
1124         int cpu = (int)(long)hcpu;
1125
1126         switch (action) {
1127         case CPU_UP_CANCELED:
1128         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1129         case CPU_DOWN_PREPARE:
1130         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1131         case CPU_DEAD:
1132         case CPU_DEAD_FROZEN:
1133                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1134                 return NOTIFY_OK;
1135         }
1136
1137         return NOTIFY_DONE;
1138 }
1139
1140 static __init void init_hrtick(void)
1141 {
1142         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1143 }
1144 #else
1145 /*
1146  * Called to set the hrtick timer state.
1147  *
1148  * called with rq->lock held and irqs disabled
1149  */
1150 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1151 {
1152         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1153                         HRTIMER_MODE_REL, 0);
1154 }
1155
1156 static inline void init_hrtick(void)
1157 {
1158 }
1159 #endif /* CONFIG_SMP */
1160
1161 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1162 {
1163 #ifdef CONFIG_SMP
1164         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1165
1166         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1167         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1168         rq->hrtick_csd.info = rq;
1169 #endif
1170
1171         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1172         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1173 }
1174 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1175 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1176 {
1177 }
1178
1179 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1180 {
1181 }
1182
1183 static inline void init_hrtick(void)
1184 {
1185 }
1186 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1187
1188 /*
1189  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1190  *
1191  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1192  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1193  * the target CPU.
1194  */
1195 #ifdef CONFIG_SMP
1196
1197 #ifndef tsk_is_polling
1198 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1199 #endif
1200
1201 static void resched_task(struct task_struct *p)
1202 {
1203         int cpu;
1204
1205         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1206
1207         if (test_tsk_need_resched(p))
1208                 return;
1209
1210         set_tsk_need_resched(p);
1211
1212         cpu = task_cpu(p);
1213         if (cpu == smp_processor_id())
1214                 return;
1215
1216         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1217         smp_mb();
1218         if (!tsk_is_polling(p))
1219                 smp_send_reschedule(cpu);
1220 }
1221
1222 static void resched_cpu(int cpu)
1223 {
1224         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1225         unsigned long flags;
1226
1227         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1228                 return;
1229         resched_task(cpu_curr(cpu));
1230         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1231 }
1232
1233 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1234 /*
1235  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1236  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1237  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1238  * idle system the next event might even be infinite time into the
1239  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1240  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1241  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1242  * wheel for the next timer event.
1243  */
1244 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1245 {
1246         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1247
1248         if (cpu == smp_processor_id())
1249                 return;
1250
1251         /*
1252          * This is safe, as this function is called with the timer
1253          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1254          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1255          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1256          * timer into account automatically.
1257          */
1258         if (rq->curr != rq->idle)
1259                 return;
1260
1261         /*
1262          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1263          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1264          * idle task through an additional NOOP schedule()
1265          */
1266         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1267
1268         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1269         smp_mb();
1270         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1271                 smp_send_reschedule(cpu);
1272 }
1273 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1274
1275 #else /* !CONFIG_SMP */
1276 static void resched_task(struct task_struct *p)
1277 {
1278         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1279         set_tsk_need_resched(p);
1280 }
1281 #endif /* CONFIG_SMP */
1282
1283 #if BITS_PER_LONG == 32
1284 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1285 #else
1286 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1287 #endif
1288
1289 #define WMULT_SHIFT     32
1290
1291 /*
1292  * Shift right and round:
1293  */
1294 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1295
1296 /*
1297  * delta *= weight / lw
1298  */
1299 static unsigned long
1300 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1301                 struct load_weight *lw)
1302 {
1303         u64 tmp;
1304
1305         if (!lw->inv_weight) {
1306                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1307                         lw->inv_weight = 1;
1308                 else
1309                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1310                                 / (lw->weight+1);
1311         }
1312
1313         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1314         /*
1315          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1316          */
1317         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1318                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1319                         WMULT_SHIFT/2);
1320         else
1321                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1322
1323         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1324 }
1325
1326 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1327 {
1328         lw->weight += inc;
1329         lw->inv_weight = 0;
1330 }
1331
1332 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1333 {
1334         lw->weight -= dec;
1335         lw->inv_weight = 0;
1336 }
1337
1338 /*
1339  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1340  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1341  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1342  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1343  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1344  * slice expiry etc.
1345  */
1346
1347 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1348 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1349
1350 /*
1351  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1352  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1353  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1354  * that remained on nice 0.
1355  *
1356  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1357  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1358  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1359  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1360  * the relative distance between them is ~25%.)
1361  */
1362 static const int prio_to_weight[40] = {
1363  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1364  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1365  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1366  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1367  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1368  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1369  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1370  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1371 };
1372
1373 /*
1374  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1375  *
1376  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1377  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1378  * into multiplications:
1379  */
1380 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1381  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1382  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1383  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1384  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1385  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1386  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1387  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1388  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1389 };
1390
1391 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1392
1393 /*
1394  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1395  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1396  * structures to the load-balancing proper:
1397  */
1398 struct rq_iterator {
1399         void *arg;
1400         struct task_struct *(*start)(void *);
1401         struct task_struct *(*next)(void *);
1402 };
1403
1404 #ifdef CONFIG_SMP
1405 static unsigned long
1406 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1407               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1408               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1409               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1410
1411 static int
1412 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1413                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1414                    struct rq_iterator *iterator);
1415 #endif
1416
1417 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1418 enum cpuacct_stat_index {
1419         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1420         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1421
1422         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1423 };
1424
1425 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1426 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1427 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1428                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1429 #else
1430 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1431 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1432                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1433 #endif
1434
1435 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1436 {
1437         update_load_add(&rq->load, load);
1438 }
1439
1440 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1441 {
1442         update_load_sub(&rq->load, load);
1443 }
1444
1445 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1446 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1447
1448 /*
1449  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1450  * leaving it for the final time.
1451  */
1452 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1453 {
1454         struct task_group *parent, *child;
1455         int ret;
1456
1457         rcu_read_lock();
1458         parent = &root_task_group;
1459 down:
1460         ret = (*down)(parent, data);
1461         if (ret)
1462                 goto out_unlock;
1463         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1464                 parent = child;
1465                 goto down;
1466
1467 up:
1468                 continue;
1469         }
1470         ret = (*up)(parent, data);
1471         if (ret)
1472                 goto out_unlock;
1473
1474         child = parent;
1475         parent = parent->parent;
1476         if (parent)
1477                 goto up;
1478 out_unlock:
1479         rcu_read_unlock();
1480
1481         return ret;
1482 }
1483
1484 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1485 {
1486         return 0;
1487 }
1488 #endif
1489
1490 #ifdef CONFIG_SMP
1491 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1492 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1493 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1494
1495 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1496 {
1497         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1498         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1499
1500         if (nr_running)
1501                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1502         else
1503                 rq->avg_load_per_task = 0;
1504
1505         return rq->avg_load_per_task;
1506 }
1507
1508 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1509
1510 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1511
1512 /*
1513  * Calculate and set the cpu's group shares.
1514  */
1515 static void
1516 update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1517                         unsigned long sd_shares, unsigned long sd_rq_weight)
1518 {
1519         unsigned long shares;
1520         unsigned long rq_weight;
1521
1522         if (!tg->se[cpu])
1523                 return;
1524
1525         rq_weight = tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight;
1526
1527         /*
1528          *           \Sum shares * rq_weight
1529          * shares =  -----------------------
1530          *               \Sum rq_weight
1531          *
1532          */
1533         shares = (sd_shares * rq_weight) / sd_rq_weight;
1534         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1535
1536         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1537                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1538                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1539                 unsigned long flags;
1540
1541                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1542                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = shares;
1543
1544                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1545                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1546         }
1547 }
1548
1549 /*
1550  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1551  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1552  * parent group depends on the shares of its child groups.
1553  */
1554 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1555 {
1556         unsigned long weight, rq_weight = 0;
1557         unsigned long shares = 0;
1558         struct sched_domain *sd = data;
1559         int i;
1560
1561         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1562                 /*
1563                  * If there are currently no tasks on the cpu pretend there
1564                  * is one of average load so that when a new task gets to
1565                  * run here it will not get delayed by group starvation.
1566                  */
1567                 weight = tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1568                 if (!weight)
1569                         weight = NICE_0_LOAD;
1570
1571                 tg->cfs_rq[i]->rq_weight = weight;
1572                 rq_weight += weight;
1573                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1574         }
1575
1576         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1577                 shares = tg->shares;
1578
1579         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1580                 shares = tg->shares;
1581
1582         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd))
1583                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight);
1584
1585         return 0;
1586 }
1587
1588 /*
1589  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1590  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1591  * group is a fraction of its parents load.
1592  */
1593 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1594 {
1595         unsigned long load;
1596         long cpu = (long)data;
1597
1598         if (!tg->parent) {
1599                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1600         } else {
1601                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1602                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1603                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1604         }
1605
1606         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1607
1608         return 0;
1609 }
1610
1611 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1612 {
1613         u64 now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1614         s64 elapsed = now - sd->last_update;
1615
1616         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1617                 sd->last_update = now;
1618                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1619         }
1620 }
1621
1622 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1623 {
1624         spin_unlock(&rq->lock);
1625         update_shares(sd);
1626         spin_lock(&rq->lock);
1627 }
1628
1629 static void update_h_load(long cpu)
1630 {
1631         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1632 }
1633
1634 #else
1635
1636 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1637 {
1638 }
1639
1640 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1641 {
1642 }
1643
1644 #endif
1645
1646 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1647
1648 /*
1649  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1650  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1651  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1652  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1653  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1654  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1655  */
1656 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1657         __releases(this_rq->lock)
1658         __acquires(busiest->lock)
1659         __acquires(this_rq->lock)
1660 {
1661         spin_unlock(&this_rq->lock);
1662         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1663
1664         return 1;
1665 }
1666
1667 #else
1668 /*
1669  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1670  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1671  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1672  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1673  * regardless of entry order into the function.
1674  */
1675 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1676         __releases(this_rq->lock)
1677         __acquires(busiest->lock)
1678         __acquires(this_rq->lock)
1679 {
1680         int ret = 0;
1681
1682         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
1683                 if (busiest < this_rq) {
1684                         spin_unlock(&this_rq->lock);
1685                         spin_lock(&busiest->lock);
1686                         spin_lock_nested(&this_rq->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1687                         ret = 1;
1688                 } else
1689                         spin_lock_nested(&busiest->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1690         }
1691         return ret;
1692 }
1693
1694 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1695
1696 /*
1697  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1698  */
1699 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1700 {
1701         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1702                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1703                 spin_unlock(&this_rq->lock);
1704                 BUG_ON(1);
1705         }
1706
1707         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1708 }
1709
1710 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1711         __releases(busiest->lock)
1712 {
1713         spin_unlock(&busiest->lock);
1714         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1715 }
1716 #endif
1717
1718 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1719 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1720 {
1721 #ifdef CONFIG_SMP
1722         cfs_rq->shares = shares;
1723 #endif
1724 }
1725 #endif
1726
1727 #include "sched_stats.h"
1728 #include "sched_idletask.c"
1729 #include "sched_fair.c"
1730 #include "sched_rt.c"
1731 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1732 # include "sched_debug.c"
1733 #endif
1734
1735 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1736 #define for_each_class(class) \
1737    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1738
1739 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1740 {
1741         rq->nr_running++;
1742 }
1743
1744 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1745 {
1746         rq->nr_running--;
1747 }
1748
1749 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1750 {
1751         if (task_has_rt_policy(p)) {
1752                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1753                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1754                 return;
1755         }
1756
1757         /*
1758          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1759          */
1760         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1761                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1762                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1763                 return;
1764         }
1765
1766         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1767         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1768 }
1769
1770 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1771 {
1772         s64 diff = sample - *avg;
1773         *avg += diff >> 3;
1774 }
1775
1776 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1777 {
1778         if (wakeup)
1779                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1780
1781         sched_info_queued(p);
1782         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1783         p->se.on_rq = 1;
1784 }
1785
1786 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1787 {
1788         if (sleep) {
1789                 if (p->se.last_wakeup) {
1790                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1791                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1792                         p->se.last_wakeup = 0;
1793                 } else {
1794                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1795                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1796                 }
1797         }
1798
1799         sched_info_dequeued(p);
1800         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1801         p->se.on_rq = 0;
1802 }
1803
1804 /*
1805  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1806  */
1807 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1808 {
1809         return p->static_prio;
1810 }
1811
1812 /*
1813  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1814  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1815  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1816  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1817  * estimator recalculates.
1818  */
1819 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1820 {
1821         int prio;
1822
1823         if (task_has_rt_policy(p))
1824                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1825         else
1826                 prio = __normal_prio(p);
1827         return prio;
1828 }
1829
1830 /*
1831  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1832  * taken into account by the scheduler. This value might
1833  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1834  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1835  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1836  */
1837 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1838 {
1839         p->normal_prio = normal_prio(p);
1840         /*
1841          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1842          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1843          * to the normal priority:
1844          */
1845         if (!rt_prio(p->prio))
1846                 return p->normal_prio;
1847         return p->prio;
1848 }
1849
1850 /*
1851  * activate_task - move a task to the runqueue.
1852  */
1853 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1854 {
1855         if (task_contributes_to_load(p))
1856                 rq->nr_uninterruptible--;
1857
1858         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1859         inc_nr_running(rq);
1860 }
1861
1862 /*
1863  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1864  */
1865 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1866 {
1867         if (task_contributes_to_load(p))
1868                 rq->nr_uninterruptible++;
1869
1870         dequeue_task(rq, p, sleep);
1871         dec_nr_running(rq);
1872 }
1873
1874 /**
1875  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1876  * @p: the task in question.
1877  */
1878 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1879 {
1880         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1881 }
1882
1883 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1884 {
1885         set_task_rq(p, cpu);
1886 #ifdef CONFIG_SMP
1887         /*
1888          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1889          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1890          * per-task data have been completed by this moment.
1891          */
1892         smp_wmb();
1893         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1894 #endif
1895 }
1896
1897 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1898                                        const struct sched_class *prev_class,
1899                                        int oldprio, int running)
1900 {
1901         if (prev_class != p->sched_class) {
1902                 if (prev_class->switched_from)
1903                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1904                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1905         } else
1906                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1907 }
1908
1909 #ifdef CONFIG_SMP
1910
1911 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1912 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1913 {
1914         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1915 }
1916
1917 /*
1918  * Is this task likely cache-hot:
1919  */
1920 static int
1921 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
1922 {
1923         s64 delta;
1924
1925         /*
1926          * Buddy candidates are cache hot:
1927          */
1928         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) &&
1929                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
1930                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
1931                 return 1;
1932
1933         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
1934                 return 0;
1935
1936         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
1937                 return 1;
1938         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
1939                 return 0;
1940
1941         delta = now - p->se.exec_start;
1942
1943         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
1944 }
1945
1946
1947 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1948 {
1949         int old_cpu = task_cpu(p);
1950         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
1951         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
1952                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
1953         u64 clock_offset;
1954
1955         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
1956
1957         trace_sched_migrate_task(p, task_cpu(p), new_cpu);
1958
1959 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1960         if (p->se.wait_start)
1961                 p->se.wait_start -= clock_offset;
1962         if (p->se.sleep_start)
1963                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
1964         if (p->se.block_start)
1965                 p->se.block_start -= clock_offset;
1966         if (old_cpu != new_cpu) {
1967                 schedstat_inc(p, se.nr_migrations);
1968                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
1969                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
1970         }
1971 #endif
1972         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
1973                                          new_cfsrq->min_vruntime;
1974
1975         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1976 }
1977
1978 struct migration_req {
1979         struct list_head list;
1980
1981         struct task_struct *task;
1982         int dest_cpu;
1983
1984         struct completion done;
1985 };
1986
1987 /*
1988  * The task's runqueue lock must be held.
1989  * Returns true if you have to wait for migration thread.
1990  */
1991 static int
1992 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
1993 {
1994         struct rq *rq = task_rq(p);
1995
1996         /*
1997          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
1998          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
1999          */
2000         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
2001                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
2002                 return 0;
2003         }
2004
2005         init_completion(&req->done);
2006         req->task = p;
2007         req->dest_cpu = dest_cpu;
2008         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2009
2010         return 1;
2011 }
2012
2013 /*
2014  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2015  *
2016  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2017  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2018  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2019  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2020  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2021  * @p has remained unscheduled the whole time.
2022  *
2023  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2024  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2025  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2026  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2027  * waiting to become inactive.
2028  */
2029 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2030 {
2031         unsigned long flags;
2032         int running, on_rq;
2033         unsigned long ncsw;
2034         struct rq *rq;
2035
2036         for (;;) {
2037                 /*
2038                  * We do the initial early heuristics without holding
2039                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2040                  * the runqueue lock when things look like they will
2041                  * work out!
2042                  */
2043                 rq = task_rq(p);
2044
2045                 /*
2046                  * If the task is actively running on another CPU
2047                  * still, just relax and busy-wait without holding
2048                  * any locks.
2049                  *
2050                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2051                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2052                  * But we don't care, since "task_running()" will
2053                  * return false if the runqueue has changed and p
2054                  * is actually now running somewhere else!
2055                  */
2056                 while (task_running(rq, p)) {
2057                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2058                                 return 0;
2059                         cpu_relax();
2060                 }
2061
2062                 /*
2063                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2064                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2065                  * just go back and repeat.
2066                  */
2067                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2068                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2069                 running = task_running(rq, p);
2070                 on_rq = p->se.on_rq;
2071                 ncsw = 0;
2072                 if (!match_state || p->state == match_state)
2073                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2074                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2075
2076                 /*
2077                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2078                  */
2079                 if (unlikely(!ncsw))
2080                         break;
2081
2082                 /*
2083                  * Was it really running after all now that we
2084                  * checked with the proper locks actually held?
2085                  *
2086                  * Oops. Go back and try again..
2087                  */
2088                 if (unlikely(running)) {
2089                         cpu_relax();
2090                         continue;
2091                 }
2092
2093                 /*
2094                  * It's not enough that it's not actively running,
2095                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2096                  * preempted!
2097                  *
2098                  * So if it was still runnable (but just not actively
2099                  * running right now), it's preempted, and we should
2100                  * yield - it could be a while.
2101                  */
2102                 if (unlikely(on_rq)) {
2103                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2104                         continue;
2105                 }
2106
2107                 /*
2108                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2109                  * runnable, which means that it will never become
2110                  * running in the future either. We're all done!
2111                  */
2112                 break;
2113         }
2114
2115         return ncsw;
2116 }
2117
2118 /***
2119  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2120  * @p: the to-be-kicked thread
2121  *
2122  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2123  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2124  *
2125  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2126  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2127  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2128  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2129  * achieved as well.
2130  */
2131 void kick_process(struct task_struct *p)
2132 {
2133         int cpu;
2134
2135         preempt_disable();
2136         cpu = task_cpu(p);
2137         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2138                 smp_send_reschedule(cpu);
2139         preempt_enable();
2140 }
2141
2142 /*
2143  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2144  * according to the scheduling class and "nice" value.
2145  *
2146  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2147  * balance conservatively.
2148  */
2149 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2150 {
2151         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2152         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2153
2154         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2155                 return total;
2156
2157         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2158 }
2159
2160 /*
2161  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2162  * according to the scheduling class and "nice" value.
2163  */
2164 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2165 {
2166         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2167         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2168
2169         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2170                 return total;
2171
2172         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2173 }
2174
2175 /*
2176  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2177  * domain.
2178  */
2179 static struct sched_group *
2180 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
2181 {
2182         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
2183         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2184         int load_idx = sd->forkexec_idx;
2185         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2186
2187         do {
2188                 unsigned long load, avg_load;
2189                 int local_group;
2190                 int i;
2191
2192                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2193                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2194                                         &p->cpus_allowed))
2195                         continue;
2196
2197                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2198                                                sched_group_cpus(group));
2199
2200                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2201                 avg_load = 0;
2202
2203                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2204                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2205                         if (local_group)
2206                                 load = source_load(i, load_idx);
2207                         else
2208                                 load = target_load(i, load_idx);
2209
2210                         avg_load += load;
2211                 }
2212
2213                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2214                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
2215                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
2216
2217                 if (local_group) {
2218                         this_load = avg_load;
2219                         this = group;
2220                 } else if (avg_load < min_load) {
2221                         min_load = avg_load;
2222                         idlest = group;
2223                 }
2224         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2225
2226         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2227                 return NULL;
2228         return idlest;
2229 }
2230
2231 /*
2232  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2233  */
2234 static int
2235 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
2236 {
2237         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2238         int idlest = -1;
2239         int i;
2240
2241         /* Traverse only the allowed CPUs */
2242         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
2243                 load = weighted_cpuload(i);
2244
2245                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2246                         min_load = load;
2247                         idlest = i;
2248                 }
2249         }
2250
2251         return idlest;
2252 }
2253
2254 /*
2255  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2256  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2257  * SD_BALANCE_EXEC.
2258  *
2259  * Balance, ie. select the least loaded group.
2260  *
2261  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2262  *
2263  * preempt must be disabled.
2264  */
2265 static int sched_balance_self(int cpu, int flag)
2266 {
2267         struct task_struct *t = current;
2268         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
2269
2270         for_each_domain(cpu, tmp) {
2271                 /*
2272                  * If power savings logic is enabled for a domain, stop there.
2273                  */
2274                 if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
2275                         break;
2276                 if (tmp->flags & flag)
2277                         sd = tmp;
2278         }
2279
2280         if (sd)
2281                 update_shares(sd);
2282
2283         while (sd) {
2284                 struct sched_group *group;
2285                 int new_cpu, weight;
2286
2287                 if (!(sd->flags & flag)) {
2288                         sd = sd->child;
2289                         continue;
2290                 }
2291
2292                 group = find_idlest_group(sd, t, cpu);
2293                 if (!group) {
2294                         sd = sd->child;
2295                         continue;
2296                 }
2297
2298                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, t, cpu);
2299                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
2300                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
2301                         sd = sd->child;
2302                         continue;
2303                 }
2304
2305                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
2306                 cpu = new_cpu;
2307                 weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
2308                 sd = NULL;
2309                 for_each_domain(cpu, tmp) {
2310                         if (weight <= cpumask_weight(sched_domain_span(tmp)))
2311                                 break;
2312                         if (tmp->flags & flag)
2313                                 sd = tmp;
2314                 }
2315                 /* while loop will break here if sd == NULL */
2316         }
2317
2318         return cpu;
2319 }
2320
2321 #endif /* CONFIG_SMP */
2322
2323 /***
2324  * try_to_wake_up - wake up a thread
2325  * @p: the to-be-woken-up thread
2326  * @state: the mask of task states that can be woken
2327  * @sync: do a synchronous wakeup?
2328  *
2329  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2330  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2331  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2332  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2333  * runnable without the overhead of this.
2334  *
2335  * returns failure only if the task is already active.
2336  */
2337 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int sync)
2338 {
2339         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2340         unsigned long flags;
2341         long old_state;
2342         struct rq *rq;
2343
2344         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2345                 sync = 0;
2346
2347 #ifdef CONFIG_SMP
2348         if (sched_feat(LB_WAKEUP_UPDATE) && !root_task_group_empty()) {
2349                 struct sched_domain *sd;
2350
2351                 this_cpu = raw_smp_processor_id();
2352                 cpu = task_cpu(p);
2353
2354                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2355                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2356                                 update_shares(sd);
2357                                 break;
2358                         }
2359                 }
2360         }
2361 #endif
2362
2363         smp_wmb();
2364         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2365         update_rq_clock(rq);
2366         old_state = p->state;
2367         if (!(old_state & state))
2368                 goto out;
2369
2370         if (p->se.on_rq)
2371                 goto out_running;
2372
2373         cpu = task_cpu(p);
2374         orig_cpu = cpu;
2375         this_cpu = smp_processor_id();
2376
2377 #ifdef CONFIG_SMP
2378         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2379                 goto out_activate;
2380
2381         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sync);
2382         if (cpu != orig_cpu) {
2383                 set_task_cpu(p, cpu);
2384                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2385                 /* might preempt at this point */
2386                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2387                 old_state = p->state;
2388                 if (!(old_state & state))
2389                         goto out;
2390                 if (p->se.on_rq)
2391                         goto out_running;
2392
2393                 this_cpu = smp_processor_id();
2394                 cpu = task_cpu(p);
2395         }
2396
2397 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2398         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2399         if (cpu == this_cpu)
2400                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2401         else {
2402                 struct sched_domain *sd;
2403                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2404                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2405                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2406                                 break;
2407                         }
2408                 }
2409         }
2410 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2411
2412 out_activate:
2413 #endif /* CONFIG_SMP */
2414         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2415         if (sync)
2416                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2417         if (orig_cpu != cpu)
2418                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2419         if (cpu == this_cpu)
2420                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2421         else
2422                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2423         activate_task(rq, p, 1);
2424         success = 1;
2425
2426         /*
2427          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2428          */
2429         if (!in_interrupt()) {
2430                 struct sched_entity *se = &current->se;
2431                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2432
2433                 if (se->last_wakeup)
2434                         sample -= se->last_wakeup;
2435                 else
2436                         sample -= se->start_runtime;
2437                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2438
2439                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2440         }
2441
2442 out_running:
2443         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2444         check_preempt_curr(rq, p, sync);
2445
2446         p->state = TASK_RUNNING;
2447 #ifdef CONFIG_SMP
2448         if (p->sched_class->task_wake_up)
2449                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2450 #endif
2451 out:
2452         task_rq_unlock(rq, &flags);
2453
2454         return success;
2455 }
2456
2457 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2458 {
2459         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2460 }
2461 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2462
2463 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2464 {
2465         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2466 }
2467
2468 /*
2469  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2470  * p is forked by current.
2471  *
2472  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2473  */
2474 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2475 {
2476         p->se.exec_start                = 0;
2477         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2478         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2479         p->se.last_wakeup               = 0;
2480         p->se.avg_overlap               = 0;
2481         p->se.start_runtime             = 0;
2482         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2483
2484 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2485         p->se.wait_start                = 0;
2486         p->se.sum_sleep_runtime         = 0;
2487         p->se.sleep_start               = 0;
2488         p->se.block_start               = 0;
2489         p->se.sleep_max                 = 0;
2490         p->se.block_max                 = 0;
2491         p->se.exec_max                  = 0;
2492         p->se.slice_max                 = 0;
2493         p->se.wait_max                  = 0;
2494 #endif
2495
2496         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2497         p->se.on_rq = 0;
2498         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2499
2500 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2501         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2502 #endif
2503
2504         /*
2505          * We mark the process as running here, but have not actually
2506          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2507          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2508          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2509          */
2510         p->state = TASK_RUNNING;
2511 }
2512
2513 /*
2514  * fork()/clone()-time setup:
2515  */
2516 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2517 {
2518         int cpu = get_cpu();
2519
2520         __sched_fork(p);
2521
2522 #ifdef CONFIG_SMP
2523         cpu = sched_balance_self(cpu, SD_BALANCE_FORK);
2524 #endif
2525         set_task_cpu(p, cpu);
2526
2527         /*
2528          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child:
2529          */
2530         p->prio = current->normal_prio;
2531         if (!rt_prio(p->prio))
2532                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2533
2534 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2535         if (likely(sched_info_on()))
2536                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2537 #endif
2538 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2539         p->oncpu = 0;
2540 #endif
2541 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2542         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2543         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2544 #endif
2545         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2546
2547         put_cpu();
2548 }
2549
2550 /*
2551  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2552  *
2553  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2554  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2555  * on the runqueue and wakes it.
2556  */
2557 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2558 {
2559         unsigned long flags;
2560         struct rq *rq;
2561
2562         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2563         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2564         update_rq_clock(rq);
2565
2566         p->prio = effective_prio(p);
2567
2568         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2569                 activate_task(rq, p, 0);
2570         } else {
2571                 /*
2572                  * Let the scheduling class do new task startup
2573                  * management (if any):
2574                  */
2575                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2576                 inc_nr_running(rq);
2577         }
2578         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2579         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2580 #ifdef CONFIG_SMP
2581         if (p->sched_class->task_wake_up)
2582                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2583 #endif
2584         task_rq_unlock(rq, &flags);
2585 }
2586
2587 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2588
2589 /**
2590  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2591  * @notifier: notifier struct to register
2592  */
2593 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2594 {
2595         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2596 }
2597 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2598
2599 /**
2600  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2601  * @notifier: notifier struct to unregister
2602  *
2603  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2604  */
2605 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2606 {
2607         hlist_del(&notifier->link);
2608 }
2609 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2610
2611 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2612 {
2613         struct preempt_notifier *notifier;
2614         struct hlist_node *node;
2615
2616         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2617                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2618 }
2619
2620 static void
2621 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2622                                  struct task_struct *next)
2623 {
2624         struct preempt_notifier *notifier;
2625         struct hlist_node *node;
2626
2627         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2628                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2629 }
2630
2631 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2632
2633 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2634 {
2635 }
2636
2637 static void
2638 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2639                                  struct task_struct *next)
2640 {
2641 }
2642
2643 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2644
2645 /**
2646  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2647  * @rq: the runqueue preparing to switch
2648  * @prev: the current task that is being switched out
2649  * @next: the task we are going to switch to.
2650  *
2651  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2652  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2653  * switch.
2654  *
2655  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2656  * hooks.
2657  */
2658 static inline void
2659 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2660                     struct task_struct *next)
2661 {
2662         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2663         prepare_lock_switch(rq, next);
2664         prepare_arch_switch(next);
2665 }
2666
2667 /**
2668  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2669  * @rq: runqueue associated with task-switch
2670  * @prev: the thread we just switched away from.
2671  *
2672  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2673  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2674  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2675  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2676  *
2677  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2678  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2679  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2680  * details.)
2681  */
2682 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2683         __releases(rq->lock)
2684 {
2685         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2686         long prev_state;
2687 #ifdef CONFIG_SMP
2688         int post_schedule = 0;
2689
2690         if (current->sched_class->needs_post_schedule)
2691                 post_schedule = current->sched_class->needs_post_schedule(rq);
2692 #endif
2693
2694         rq->prev_mm = NULL;
2695
2696         /*
2697          * A task struct has one reference for the use as "current".
2698          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2699          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2700          * the scheduled task must drop that reference.
2701          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2702          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2703          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2704          * be dropped twice.
2705          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2706          */
2707         prev_state = prev->state;
2708         finish_arch_switch(prev);
2709         finish_lock_switch(rq, prev);
2710 #ifdef CONFIG_SMP
2711         if (post_schedule)
2712                 current->sched_class->post_schedule(rq);
2713 #endif
2714
2715         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2716         if (mm)
2717                 mmdrop(mm);
2718         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2719                 /*
2720                  * Remove function-return probe instances associated with this
2721                  * task and put them back on the free list.
2722                  */
2723                 kprobe_flush_task(prev);
2724                 put_task_struct(prev);
2725         }
2726 }
2727
2728 /**
2729  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2730  * @prev: the thread we just switched away from.
2731  */
2732 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2733         __releases(rq->lock)
2734 {
2735         struct rq *rq = this_rq();
2736
2737         finish_task_switch(rq, prev);
2738 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2739         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2740         preempt_enable();
2741 #endif
2742         if (current->set_child_tid)
2743                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2744 }
2745
2746 /*
2747  * context_switch - switch to the new MM and the new
2748  * thread's register state.
2749  */
2750 static inline void
2751 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2752                struct task_struct *next)
2753 {
2754         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2755
2756         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2757         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2758         mm = next->mm;
2759         oldmm = prev->active_mm;
2760         /*
2761          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2762          * combine the page table reload and the switch backend into
2763          * one hypercall.
2764          */
2765         arch_enter_lazy_cpu_mode();
2766
2767         if (unlikely(!mm)) {
2768                 next->active_mm = oldmm;
2769                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2770                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2771         } else
2772                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2773
2774         if (unlikely(!prev->mm)) {
2775                 prev->active_mm = NULL;
2776                 rq->prev_mm = oldmm;
2777         }
2778         /*
2779          * Since the runqueue lock will be released by the next
2780          * task (which is an invalid locking op but in the case
2781          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2782          * do an early lockdep release here:
2783          */
2784 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2785         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2786 #endif
2787
2788         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2789         switch_to(prev, next, prev);
2790
2791         barrier();
2792         /*
2793          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2794          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2795          * frame will be invalid.
2796          */
2797         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2798 }
2799
2800 /*
2801  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2802  *
2803  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2804  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2805  * number of context switches performed since bootup.
2806  */
2807 unsigned long nr_running(void)
2808 {
2809         unsigned long i, sum = 0;
2810
2811         for_each_online_cpu(i)
2812                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2813
2814         return sum;
2815 }
2816
2817 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2818 {
2819         unsigned long i, sum = 0;
2820
2821         for_each_possible_cpu(i)
2822                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2823
2824         /*
2825          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2826          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2827          */
2828         if (unlikely((long)sum < 0))
2829                 sum = 0;
2830
2831         return sum;
2832 }
2833
2834 unsigned long long nr_context_switches(void)
2835 {
2836         int i;
2837         unsigned long long sum = 0;
2838
2839         for_each_possible_cpu(i)
2840                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2841
2842         return sum;
2843 }
2844
2845 unsigned long nr_iowait(void)
2846 {
2847         unsigned long i, sum = 0;
2848
2849         for_each_possible_cpu(i)
2850                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2851
2852         return sum;
2853 }
2854
2855 unsigned long nr_active(void)
2856 {
2857         unsigned long i, running = 0, uninterruptible = 0;
2858
2859         for_each_online_cpu(i) {
2860                 running += cpu_rq(i)->nr_running;
2861                 uninterruptible += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2862         }
2863
2864         if (unlikely((long)uninterruptible < 0))
2865                 uninterruptible = 0;
2866
2867         return running + uninterruptible;
2868 }
2869
2870 /*
2871  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2872  * scheduler tick (TICK_NSEC).
2873  */
2874 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
2875 {
2876         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
2877         int i, scale;
2878
2879         this_rq->nr_load_updates++;
2880
2881         /* Update our load: */
2882         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2883                 unsigned long old_load, new_load;
2884
2885                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2886
2887                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2888                 new_load = this_load;
2889                 /*
2890                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2891                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2892                  * example.
2893                  */
2894                 if (new_load > old_load)
2895                         new_load += scale-1;
2896                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
2897         }
2898 }
2899
2900 #ifdef CONFIG_SMP
2901
2902 /*
2903  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2904  *
2905  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2906  * you need to do so manually before calling.
2907  */
2908 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2909         __acquires(rq1->lock)
2910         __acquires(rq2->lock)
2911 {
2912         BUG_ON(!irqs_disabled());
2913         if (rq1 == rq2) {
2914                 spin_lock(&rq1->lock);
2915                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2916         } else {
2917                 if (rq1 < rq2) {
2918                         spin_lock(&rq1->lock);
2919                         spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2920                 } else {
2921                         spin_lock(&rq2->lock);
2922                         spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2923                 }
2924         }
2925         update_rq_clock(rq1);
2926         update_rq_clock(rq2);
2927 }
2928
2929 /*
2930  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2931  *
2932  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2933  * you need to do so manually after calling.
2934  */
2935 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2936         __releases(rq1->lock)
2937         __releases(rq2->lock)
2938 {
2939         spin_unlock(&rq1->lock);
2940         if (rq1 != rq2)
2941                 spin_unlock(&rq2->lock);
2942         else
2943                 __release(rq2->lock);
2944 }
2945
2946 /*
2947  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
2948  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
2949  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
2950  * the cpu_allowed mask is restored.
2951  */
2952 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
2953 {
2954         struct migration_req req;
2955         unsigned long flags;
2956         struct rq *rq;
2957
2958         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2959         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
2960             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
2961                 goto out;
2962
2963         /* force the process onto the specified CPU */
2964         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
2965                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
2966                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
2967
2968                 get_task_struct(mt);
2969                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2970                 wake_up_process(mt);
2971                 put_task_struct(mt);
2972                 wait_for_completion(&req.done);
2973
2974                 return;
2975         }
2976 out:
2977         task_rq_unlock(rq, &flags);
2978 }
2979
2980 /*
2981  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2982  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2983  */
2984 void sched_exec(void)
2985 {
2986         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
2987         new_cpu = sched_balance_self(this_cpu, SD_BALANCE_EXEC);
2988         put_cpu();
2989         if (new_cpu != this_cpu)
2990                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
2991 }
2992
2993 /*
2994  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
2995  * Both runqueues must be locked.
2996  */
2997 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
2998                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
2999 {
3000         deactivate_task(src_rq, p, 0);
3001         set_task_cpu(p, this_cpu);
3002         activate_task(this_rq, p, 0);
3003         /*
3004          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
3005          * to be always true for them.
3006          */
3007         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3008 }
3009
3010 /*
3011  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3012  */
3013 static
3014 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3015                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3016                      int *all_pinned)
3017 {
3018         int tsk_cache_hot = 0;
3019         /*
3020          * We do not migrate tasks that are:
3021          * 1) running (obviously), or
3022          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3023          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3024          */
3025         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3026                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3027                 return 0;
3028         }
3029         *all_pinned = 0;
3030
3031         if (task_running(rq, p)) {
3032                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3033                 return 0;
3034         }
3035
3036         /*
3037          * Aggressive migration if:
3038          * 1) task is cache cold, or
3039          * 2) too many balance attempts have failed.
3040          */
3041
3042         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3043         if (!tsk_cache_hot ||
3044                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3045 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3046                 if (tsk_cache_hot) {
3047                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3048                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3049                 }
3050 #endif
3051                 return 1;
3052         }
3053
3054         if (tsk_cache_hot) {
3055                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3056                 return 0;
3057         }
3058         return 1;
3059 }
3060
3061 static unsigned long
3062 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3063               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3064               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3065               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3066 {
3067         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3068         struct task_struct *p;
3069         long rem_load_move = max_load_move;
3070
3071         if (max_load_move == 0)
3072                 goto out;
3073
3074         pinned = 1;
3075
3076         /*
3077          * Start the load-balancing iterator:
3078          */
3079         p = iterator->start(iterator->arg);
3080 next:
3081         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3082                 goto out;
3083
3084         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3085             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3086                 p = iterator->next(iterator->arg);
3087                 goto next;
3088         }
3089
3090         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3091         pulled++;
3092         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3093
3094 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3095         /*
3096          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3097          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3098          * section.
3099          */
3100         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3101                 goto out;
3102 #endif
3103
3104         /*
3105          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3106          */
3107         if (rem_load_move > 0) {
3108                 if (p->prio < *this_best_prio)
3109                         *this_best_prio = p->prio;
3110                 p = iterator->next(iterator->arg);
3111                 goto next;
3112         }
3113 out:
3114         /*
3115          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3116          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3117          * inside pull_task().
3118          */
3119         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3120
3121         if (all_pinned)
3122                 *all_pinned = pinned;
3123
3124         return max_load_move - rem_load_move;
3125 }
3126
3127 /*
3128  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3129  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3130  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3131  *
3132  * Called with both runqueues locked.
3133  */
3134 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3135                       unsigned long max_load_move,
3136                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3137                       int *all_pinned)
3138 {
3139         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3140         unsigned long total_load_moved = 0;
3141         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3142
3143         do {
3144                 total_load_moved +=
3145                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3146                                 max_load_move - total_load_moved,
3147                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3148                 class = class->next;
3149
3150 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3151                 /*
3152                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3153                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3154                  * the critical section.
3155                  */
3156                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3157                         break;
3158 #endif
3159         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3160
3161         return total_load_moved > 0;
3162 }
3163
3164 static int
3165 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3166                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3167                    struct rq_iterator *iterator)
3168 {
3169         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3170         int pinned = 0;
3171
3172         while (p) {
3173                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3174                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3175                         /*
3176                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3177                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3178                          * stats here rather than inside pull_task().
3179                          */
3180                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3181
3182                         return 1;
3183                 }
3184                 p = iterator->next(iterator->arg);
3185         }
3186
3187         return 0;
3188 }
3189
3190 /*
3191  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3192  * part of active balancing operations within "domain".
3193  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3194  *
3195  * Called with both runqueues locked.
3196  */
3197 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3198                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3199 {
3200         const struct sched_class *class;
3201
3202         for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
3203                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3204                         return 1;
3205
3206         return 0;
3207 }
3208 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3209 /*
3210  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3211  *              during load balancing.
3212  */
3213 struct sd_lb_stats {
3214         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3215         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3216         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3217         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3218         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3219
3220         /** Statistics of this group */
3221         unsigned long this_load;
3222         unsigned long this_load_per_task;
3223         unsigned long this_nr_running;
3224
3225         /* Statistics of the busiest group */
3226         unsigned long max_load;
3227         unsigned long busiest_load_per_task;
3228         unsigned long busiest_nr_running;
3229
3230         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3231 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3232         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3233         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3234         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3235         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3236         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3237         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3238 #endif
3239 };
3240
3241 /*
3242  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3243  */
3244 struct sg_lb_stats {
3245         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3246         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3247         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3248         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3249         unsigned long group_capacity;
3250         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3251 };
3252
3253 /**
3254  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3255  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3256  */
3257 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3258 {
3259         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3260 }
3261
3262 /**
3263  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3264  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3265  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3266  */
3267 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3268                                         enum cpu_idle_type idle)
3269 {
3270         int load_idx;
3271
3272         switch (idle) {
3273         case CPU_NOT_IDLE:
3274                 load_idx = sd->busy_idx;
3275                 break;
3276
3277         case CPU_NEWLY_IDLE:
3278                 load_idx = sd->newidle_idx;
3279                 break;
3280         default:
3281                 load_idx = sd->idle_idx;
3282                 break;
3283         }
3284
3285         return load_idx;
3286 }
3287
3288
3289 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3290 /**
3291  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3292  * the given sched_domain, during load balancing.
3293  *
3294  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3295  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3296  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3297  */
3298 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3299         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3300 {
3301         /*
3302          * Busy processors will not participate in power savings
3303          * balance.
3304          */
3305         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3306                 sds->power_savings_balance = 0;
3307         else {
3308                 sds->power_savings_balance = 1;
3309                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3310                 sds->leader_nr_running = 0;
3311         }
3312 }
3313
3314 /**
3315  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3316  * sched_domain while performing load balancing.
3317  *
3318  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3319  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3320  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3321  *              load balancing ?
3322  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3323  */
3324 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3325         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3326 {
3327
3328         if (!sds->power_savings_balance)
3329                 return;
3330
3331         /*
3332          * If the local group is idle or completely loaded
3333          * no need to do power savings balance at this domain
3334          */
3335         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3336                                 !sds->this_nr_running))
3337                 sds->power_savings_balance = 0;
3338
3339         /*
3340          * If a group is already running at full capacity or idle,
3341          * don't include that group in power savings calculations
3342          */
3343         if (!sds->power_savings_balance ||
3344                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3345                 !sgs->sum_nr_running)
3346                 return;
3347
3348         /*
3349          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3350          * This is the group from where we need to pick up the load
3351          * for saving power
3352          */
3353         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3354             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3355              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3356                 sds->group_min = group;
3357                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3358                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3359                                                 sgs->sum_nr_running;
3360         }
3361
3362         /*
3363          * Calculate the group which is almost near its
3364          * capacity but still has some space to pick up some load
3365          * from other group and save more power
3366          */
3367         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity - 1)
3368                 return;
3369
3370         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3371             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3372              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3373                 sds->group_leader = group;
3374                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3375         }
3376 }
3377
3378 /**
3379  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3380  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3381  *      under consideration.
3382  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3383  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3384  *
3385  * Description:
3386  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3387  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3388  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3389  *
3390  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3391  * Else returns 0.
3392  */
3393 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3394                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3395 {
3396         if (!sds->power_savings_balance)
3397                 return 0;
3398
3399         if (sds->this != sds->group_leader ||
3400                         sds->group_leader == sds->group_min)
3401                 return 0;
3402
3403         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3404         sds->busiest = sds->group_min;
3405
3406         if (sched_mc_power_savings >= POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP) {
3407                 cpu_rq(this_cpu)->rd->sched_mc_preferred_wakeup_cpu =
3408                         group_first_cpu(sds->group_leader);
3409         }
3410
3411         return 1;
3412
3413 }
3414 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3415 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3416         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3417 {
3418         return;
3419 }
3420
3421 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3422         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3423 {
3424         return;
3425 }
3426
3427 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3428                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3429 {
3430         return 0;
3431 }
3432 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3433
3434
3435 /**
3436  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3437  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3438  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3439  * @idle: Idle status of this_cpu
3440  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3441  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3442  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3443  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3444  * @balance: Should we balance.
3445  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3446  */
3447 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_group *group, int this_cpu,
3448                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3449                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3450                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3451 {
3452         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3453         int i;
3454         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3455         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3456         unsigned long avg_load_per_task;
3457
3458         if (local_group)
3459                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3460
3461         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3462         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3463         max_cpu_load = 0;
3464         min_cpu_load = ~0UL;
3465
3466         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3467                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3468
3469                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3470                         *sd_idle = 0;
3471
3472                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3473                 if (local_group) {
3474                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3475                                 first_idle_cpu = 1;
3476                                 balance_cpu = i;
3477                         }
3478
3479                         load = target_load(i, load_idx);
3480                 } else {
3481                         load = source_load(i, load_idx);
3482                         if (load > max_cpu_load)
3483                                 max_cpu_load = load;
3484                         if (min_cpu_load > load)
3485                                 min_cpu_load = load;
3486                 }
3487
3488                 sgs->group_load += load;
3489                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3490                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3491
3492                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3493         }
3494
3495         /*
3496          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3497          * is eligible for doing load balancing at this and above
3498          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3499          * to do the newly idle load balance.
3500          */
3501         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3502             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3503                 *balance = 0;
3504                 return;
3505         }
3506
3507         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3508         sgs->avg_load = sg_div_cpu_power(group,
3509                         sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE);
3510
3511
3512         /*
3513          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3514          * than the average weight of two tasks.
3515          *
3516          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3517          *      might not be a suitable number - should we keep a
3518          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3519          *      the hierarchy?
3520          */
3521         avg_load_per_task = sg_div_cpu_power(group,
3522                         sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3523
3524         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3525                 sgs->group_imb = 1;
3526
3527         sgs->group_capacity = group->__cpu_power / SCHED_LOAD_SCALE;
3528
3529 }
3530
3531 /**
3532  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3533  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3534  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3535  * @idle: Idle status of this_cpu
3536  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3537  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3538  * @balance: Should we balance.
3539  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3540  */
3541 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3542                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3543                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3544                         struct sd_lb_stats *sds)
3545 {
3546         struct sched_group *group = sd->groups;
3547         struct sg_lb_stats sgs;
3548         int load_idx;
3549
3550         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3551         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3552
3553         do {
3554                 int local_group;
3555
3556                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3557                                                sched_group_cpus(group));
3558                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3559                 update_sg_lb_stats(group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3560                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3561
3562                 if (local_group && balance && !(*balance))
3563                         return;
3564
3565                 sds->total_load += sgs.group_load;
3566                 sds->total_pwr += group->__cpu_power;
3567
3568                 if (local_group) {
3569                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3570                         sds->this = group;
3571                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3572                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3573                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3574                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3575                                 sgs.group_imb)) {
3576                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3577                         sds->busiest = group;
3578                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3579                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3580                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3581                 }
3582
3583                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3584                 group = group->next;
3585         } while (group != sd->groups);
3586
3587 }
3588
3589 /**
3590  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3591  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3592  *                      load balancing.
3593  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3594  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3595  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3596  */
3597 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3598                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3599 {
3600         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3601         unsigned int imbn = 2;
3602
3603         if (sds->this_nr_running) {
3604                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3605                 if (sds->busiest_load_per_task >
3606                                 sds->this_load_per_task)
3607                         imbn = 1;
3608         } else
3609                 sds->this_load_per_task =
3610                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3611
3612         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3613                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3614                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3615                 return;
3616         }
3617
3618         /*
3619          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3620          * however we may be able to increase total CPU power used by
3621          * moving them.
3622          */
3623
3624         pwr_now += sds->busiest->__cpu_power *
3625                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3626         pwr_now += sds->this->__cpu_power *
3627                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3628         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3629
3630         /* Amount of load we'd subtract */
3631         tmp = sg_div_cpu_power(sds->busiest,
3632                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3633         if (sds->max_load > tmp)
3634                 pwr_move += sds->busiest->__cpu_power *
3635                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3636
3637         /* Amount of load we'd add */
3638         if (sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power <
3639                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3640                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3641                         sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power);
3642         else
3643                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3644                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3645         pwr_move += sds->this->__cpu_power *
3646                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3647         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3648
3649         /* Move if we gain throughput */
3650         if (pwr_move > pwr_now)
3651                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3652 }
3653
3654 /**
3655  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3656  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3657  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3658  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3659  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3660  */
3661 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3662                 unsigned long *imbalance)
3663 {
3664         unsigned long max_pull;
3665         /*
3666          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3667          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3668          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3669          */
3670         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3671                 *imbalance = 0;
3672                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3673         }
3674
3675         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3676         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3677                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3678
3679         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3680         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->__cpu_power,
3681                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->__cpu_power)
3682                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3683
3684         /*
3685          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3686          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3687          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3688          * moved
3689          */
3690         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3691                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3692
3693 }
3694 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3695
3696 /**
3697  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3698  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3699  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3700  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3701  * such a group exists.
3702  *
3703  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3704  * to restore balance.
3705  *
3706  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3707  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3708  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3709  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3710  * @idle: The idle status of this_cpu.
3711  * @sd_idle: The idleness of sd
3712  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3713  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3714  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3715  *
3716  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3717  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3718  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3719  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3720  */
3721 static struct sched_group *
3722 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3723                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3724                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
3725 {
3726         struct sd_lb_stats sds;
3727
3728         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
3729
3730         /*
3731          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
3732          * this level.
3733          */
3734         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
3735                                         balance, &sds);
3736
3737         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
3738         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
3739          *    at this level.
3740          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
3741          * 3) This group is the busiest group.
3742          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
3743          *    sched_domain.
3744          * 5) The imbalance is within the specified limit.
3745          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
3746          */
3747         if (balance && !(*balance))
3748                 goto ret;
3749
3750         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
3751                 goto out_balanced;
3752
3753         if (sds.this_load >= sds.max_load)
3754                 goto out_balanced;
3755
3756         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
3757
3758         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
3759                 goto out_balanced;
3760
3761         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
3762                 goto out_balanced;
3763
3764         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
3765         if (sds.group_imb)
3766                 sds.busiest_load_per_task =
3767                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
3768
3769         /*
3770          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
3771          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
3772          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
3773          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
3774          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
3775          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
3776          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
3777          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
3778          * appear as very large values with unsigned longs.
3779          */
3780         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
3781                 goto out_balanced;
3782
3783         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
3784         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
3785         return sds.busiest;
3786
3787 out_balanced:
3788         /*
3789          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
3790          * to save power.
3791          */
3792         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
3793                 return sds.busiest;
3794 ret:
3795         *imbalance = 0;
3796         return NULL;
3797 }
3798
3799 /*
3800  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
3801  */
3802 static struct rq *
3803 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
3804                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
3805 {
3806         struct rq *busiest = NULL, *rq;
3807         unsigned long max_load = 0;
3808         int i;
3809
3810         for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
3811                 unsigned long wl;
3812
3813                 if (!cpumask_test_cpu(i, cpus))
3814                         continue;
3815
3816                 rq = cpu_rq(i);
3817                 wl = weighted_cpuload(i);
3818
3819                 if (rq->nr_running == 1 && wl > imbalance)
3820                         continue;
3821
3822                 if (wl > max_load) {
3823                         max_load = wl;
3824                         busiest = rq;
3825                 }
3826         }
3827
3828         return busiest;
3829 }
3830
3831 /*
3832  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
3833  * so long as it is large enough.
3834  */
3835 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
3836
3837 /* Working cpumask for load_balance and load_balance_newidle. */
3838 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_tmpmask);
3839
3840 /*
3841  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
3842  * tasks if there is an imbalance.
3843  */
3844 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
3845                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3846                         int *balance)
3847 {
3848         int ld_moved, all_pinned = 0, active_balance = 0, sd_idle = 0;
3849         struct sched_group *group;
3850         unsigned long imbalance;
3851         struct rq *busiest;
3852         unsigned long flags;
3853         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
3854
3855         cpumask_setall(cpus);
3856
3857         /*
3858          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
3859          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
3860          * let the state of idle sibling percolate up as CPU_IDLE, instead of
3861          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
3862          */
3863         if (idle != CPU_NOT_IDLE && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3864             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3865                 sd_idle = 1;
3866
3867         schedstat_inc(sd, lb_count[idle]);
3868
3869 redo:
3870         update_shares(sd);
3871         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, idle, &sd_idle,
3872                                    cpus, balance);
3873
3874         if (*balance == 0)
3875                 goto out_balanced;
3876
3877         if (!group) {
3878                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[idle]);
3879                 goto out_balanced;
3880         }
3881
3882         busiest = find_busiest_queue(group, idle, imbalance, cpus);
3883         if (!busiest) {
3884                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[idle]);
3885                 goto out_balanced;
3886         }
3887
3888         BUG_ON(busiest == this_rq);
3889
3890         schedstat_add(sd, lb_imbalance[idle], imbalance);
3891
3892         ld_moved = 0;
3893         if (busiest->nr_running > 1) {
3894                 /*
3895                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
3896                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
3897                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
3898                  * correctly treated as an imbalance.
3899                  */
3900                 local_irq_save(flags);
3901                 double_rq_lock(this_rq, busiest);
3902                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
3903                                       imbalance, sd, idle, &all_pinned);
3904                 double_rq_unlock(this_rq, busiest);
3905                 local_irq_restore(flags);
3906
3907                 /*
3908                  * some other cpu did the load balance for us.
3909                  */
3910                 if (ld_moved && this_cpu != smp_processor_id())
3911                         resched_cpu(this_cpu);
3912
3913                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
3914                 if (unlikely(all_pinned)) {
3915                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
3916                         if (!cpumask_empty(cpus))
3917                                 goto redo;
3918                         goto out_balanced;
3919                 }
3920         }
3921
3922         if (!ld_moved) {
3923                 schedstat_inc(sd, lb_failed[idle]);
3924                 sd->nr_balance_failed++;
3925
3926                 if (unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2)) {
3927
3928                         spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
3929
3930                         /* don't kick the migration_thread, if the curr
3931                          * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
3932                          */
3933                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu,
3934                                               &busiest->curr->cpus_allowed)) {
3935                                 spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3936                                 all_pinned = 1;
3937                                 goto out_one_pinned;
3938                         }
3939
3940                         if (!busiest->active_balance) {
3941                                 busiest->active_balance = 1;
3942                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
3943                                 active_balance = 1;
3944                         }
3945                         spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
3946                         if (active_balance)
3947                                 wake_up_process(busiest->migration_thread);
3948
3949                         /*
3950                          * We've kicked active balancing, reset the failure
3951                          * counter.
3952                          */
3953                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
3954                 }
3955         } else
3956                 sd->nr_balance_failed = 0;
3957
3958         if (likely(!active_balance)) {
3959                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
3960                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
3961         } else {
3962                 /*
3963                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
3964                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
3965                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
3966                  * move_tasks).
3967                  */
3968                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
3969                         sd->balance_interval *= 2;
3970         }
3971
3972         if (!ld_moved && !sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3973             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3974                 ld_moved = -1;
3975
3976         goto out;
3977
3978 out_balanced:
3979         schedstat_inc(sd, lb_balanced[idle]);
3980
3981         sd->nr_balance_failed = 0;
3982
3983 out_one_pinned:
3984         /* tune up the balancing interval */
3985         if ((all_pinned && sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
3986                         (sd->balance_interval < sd->max_interval))
3987                 sd->balance_interval *= 2;
3988
3989         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
3990             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3991                 ld_moved = -1;
3992         else
3993                 ld_moved = 0;
3994 out:
3995         if (ld_moved)
3996                 update_shares(sd);
3997         return ld_moved;
3998 }
3999
4000 /*
4001  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
4002  * tasks if there is an imbalance.
4003  *
4004  * Called from schedule when this_rq is about to become idle (CPU_NEWLY_IDLE).
4005  * this_rq is locked.
4006  */
4007 static int
4008 load_balance_newidle(int this_cpu, struct rq *this_rq, struct sched_domain *sd)
4009 {
4010         struct sched_group *group;
4011         struct rq *busiest = NULL;
4012         unsigned long imbalance;
4013         int ld_moved = 0;
4014         int sd_idle = 0;
4015         int all_pinned = 0;
4016         struct cpumask *cpus = __get_cpu_var(load_balance_tmpmask);
4017
4018         cpumask_setall(cpus);
4019
4020         /*
4021          * When power savings policy is enabled for the parent domain, idle
4022          * sibling can pick up load irrespective of busy siblings. In this case,
4023          * let the state of idle sibling percolate up as IDLE, instead of
4024          * portraying it as CPU_NOT_IDLE.
4025          */
4026         if (sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4027             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4028                 sd_idle = 1;
4029
4030         schedstat_inc(sd, lb_count[CPU_NEWLY_IDLE]);
4031 redo:
4032         update_shares_locked(this_rq, sd);
4033         group = find_busiest_group(sd, this_cpu, &imbalance, CPU_NEWLY_IDLE,
4034                                    &sd_idle, cpus, NULL);
4035         if (!group) {
4036                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyg[CPU_NEWLY_IDLE]);
4037                 goto out_balanced;
4038         }
4039
4040         busiest = find_busiest_queue(group, CPU_NEWLY_IDLE, imbalance, cpus);
4041         if (!busiest) {
4042                 schedstat_inc(sd, lb_nobusyq[CPU_NEWLY_IDLE]);
4043                 goto out_balanced;
4044         }
4045
4046         BUG_ON(busiest == this_rq);
4047
4048         schedstat_add(sd, lb_imbalance[CPU_NEWLY_IDLE], imbalance);
4049
4050         ld_moved = 0;
4051         if (busiest->nr_running > 1) {
4052                 /* Attempt to move tasks */
4053                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4054                 /* this_rq->clock is already updated */
4055                 update_rq_clock(busiest);
4056                 ld_moved = move_tasks(this_rq, this_cpu, busiest,
4057                                         imbalance, sd, CPU_NEWLY_IDLE,
4058                                         &all_pinned);
4059                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4060
4061                 if (unlikely(all_pinned)) {
4062                         cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
4063                         if (!cpumask_empty(cpus))
4064                                 goto redo;
4065                 }
4066         }
4067
4068         if (!ld_moved) {
4069                 int active_balance = 0;
4070
4071                 schedstat_inc(sd, lb_failed[CPU_NEWLY_IDLE]);
4072                 if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4073                     !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4074                         return -1;
4075
4076                 if (sched_mc_power_savings < POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP)
4077                         return -1;
4078
4079                 if (sd->nr_balance_failed++ < 2)
4080                         return -1;
4081
4082                 /*
4083                  * The only task running in a non-idle cpu can be moved to this
4084                  * cpu in an attempt to completely freeup the other CPU
4085                  * package. The same method used to move task in load_balance()
4086                  * have been extended for load_balance_newidle() to speedup
4087                  * consolidation at sched_mc=POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP (2)
4088                  *
4089                  * The package power saving logic comes from
4090                  * find_busiest_group().  If there are no imbalance, then
4091                  * f_b_g() will return NULL.  However when sched_mc={1,2} then
4092                  * f_b_g() will select a group from which a running task may be
4093                  * pulled to this cpu in order to make the other package idle.
4094                  * If there is no opportunity to make a package idle and if
4095                  * there are no imbalance, then f_b_g() will return NULL and no
4096                  * action will be taken in load_balance_newidle().
4097                  *
4098                  * Under normal task pull operation due to imbalance, there
4099                  * will be more than one task in the source run queue and
4100                  * move_tasks() will succeed.  ld_moved will be true and this
4101                  * active balance code will not be triggered.
4102                  */
4103
4104                 /* Lock busiest in correct order while this_rq is held */
4105                 double_lock_balance(this_rq, busiest);
4106
4107                 /*
4108                  * don't kick the migration_thread, if the curr
4109                  * task on busiest cpu can't be moved to this_cpu
4110                  */
4111                 if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &busiest->curr->cpus_allowed)) {
4112                         double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4113                         all_pinned = 1;
4114                         return ld_moved;
4115                 }
4116
4117                 if (!busiest->active_balance) {
4118                         busiest->active_balance = 1;
4119                         busiest->push_cpu = this_cpu;
4120                         active_balance = 1;
4121                 }
4122
4123                 double_unlock_balance(this_rq, busiest);
4124                 /*
4125                  * Should not call ttwu while holding a rq->lock
4126                  */
4127                 spin_unlock(&this_rq->lock);
4128                 if (active_balance)
4129                         wake_up_process(busiest->migration_thread);
4130                 spin_lock(&this_rq->lock);
4131
4132         } else
4133                 sd->nr_balance_failed = 0;
4134
4135         update_shares_locked(this_rq, sd);
4136         return ld_moved;
4137
4138 out_balanced:
4139         schedstat_inc(sd, lb_balanced[CPU_NEWLY_IDLE]);
4140         if (!sd_idle && sd->flags & SD_SHARE_CPUPOWER &&
4141             !test_sd_parent(sd, SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
4142                 return -1;
4143         sd->nr_balance_failed = 0;
4144
4145         return 0;
4146 }
4147
4148 /*
4149  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
4150  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
4151  */
4152 static void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq)
4153 {
4154         struct sched_domain *sd;
4155         int pulled_task = 0;
4156         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
4157
4158         for_each_domain(this_cpu, sd) {
4159                 unsigned long interval;
4160
4161                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4162                         continue;
4163
4164                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE)
4165                         /* If we've pulled tasks over stop searching: */
4166                         pulled_task = load_balance_newidle(this_cpu, this_rq,
4167                                                            sd);
4168
4169                 interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
4170                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval))
4171                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4172                 if (pulled_task)
4173                         break;
4174         }
4175         if (pulled_task || time_after(jiffies, this_rq->next_balance)) {
4176                 /*
4177                  * We are going idle. next_balance may be set based on
4178                  * a busy processor. So reset next_balance.
4179                  */
4180                 this_rq->next_balance = next_balance;
4181         }
4182 }
4183
4184 /*
4185  * active_load_balance is run by migration threads. It pushes running tasks
4186  * off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at least 1 task to be
4187  * running on each physical CPU where possible, and avoids physical /
4188  * logical imbalances.
4189  *
4190  * Called with busiest_rq locked.
4191  */
4192 static void active_load_balance(struct rq *busiest_rq, int busiest_cpu)
4193 {
4194         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
4195         struct sched_domain *sd;
4196         struct rq *target_rq;
4197
4198         /* Is there any task to move? */
4199         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
4200                 return;
4201
4202         target_rq = cpu_rq(target_cpu);
4203
4204         /*
4205          * This condition is "impossible", if it occurs
4206          * we need to fix it. Originally reported by
4207          * Bjorn Helgaas on a 128-cpu setup.
4208          */
4209         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
4210
4211         /* move a task from busiest_rq to target_rq */
4212         double_lock_balance(busiest_rq, target_rq);
4213         update_rq_clock(busiest_rq);
4214         update_rq_clock(target_rq);
4215
4216         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
4217         for_each_domain(target_cpu, sd) {
4218                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
4219                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
4220                                 break;
4221         }
4222
4223         if (likely(sd)) {
4224                 schedstat_inc(sd, alb_count);
4225
4226                 if (move_one_task(target_rq, target_cpu, busiest_rq,
4227                                   sd, CPU_IDLE))
4228                         schedstat_inc(sd, alb_pushed);
4229                 else
4230                         schedstat_inc(sd, alb_failed);
4231         }
4232         double_unlock_balance(busiest_rq, target_rq);
4233 }
4234
4235 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4236 static struct {
4237         atomic_t load_balancer;
4238         cpumask_var_t cpu_mask;
4239 } nohz ____cacheline_aligned = {
4240         .load_balancer = ATOMIC_INIT(-1),
4241 };
4242
4243 /*
4244  * This routine will try to nominate the ilb (idle load balancing)
4245  * owner among the cpus whose ticks are stopped. ilb owner will do the idle
4246  * load balancing on behalf of all those cpus. If all the cpus in the system
4247  * go into this tickless mode, then there will be no ilb owner (as there is
4248  * no need for one) and all the cpus will sleep till the next wakeup event
4249  * arrives...
4250  *
4251  * For the ilb owner, tick is not stopped. And this tick will be used
4252  * for idle load balancing. ilb owner will still be part of
4253  * nohz.cpu_mask..
4254  *
4255  * While stopping the tick, this cpu will become the ilb owner if there
4256  * is no other owner. And will be the owner till that cpu becomes busy
4257  * or if all cpus in the system stop their ticks at which point
4258  * there is no need for ilb owner.
4259  *
4260  * When the ilb owner becomes busy, it nominates another owner, during the
4261  * next busy scheduler_tick()
4262  */
4263 int select_nohz_load_balancer(int stop_tick)
4264 {
4265         int cpu = smp_processor_id();
4266
4267         if (stop_tick) {
4268                 cpu_rq(cpu)->in_nohz_recently = 1;
4269
4270                 if (!cpu_active(cpu)) {
4271                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu)
4272                                 return 0;
4273
4274                         /*
4275                          * If we are going offline and still the leader,
4276                          * give up!
4277                          */
4278                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4279                                 BUG();
4280
4281                         return 0;
4282                 }
4283
4284                 cpumask_set_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4285
4286                 /* time for ilb owner also to sleep */
4287                 if (cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4288                         if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4289                                 atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4290                         return 0;
4291                 }
4292
4293                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4294                         /* make me the ilb owner */
4295                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, -1, cpu) == -1)
4296                                 return 1;
4297                 } else if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4298                         return 1;
4299         } else {
4300                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4301                         return 0;
4302
4303                 cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4304
4305                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu)
4306                         if (atomic_cmpxchg(&nohz.load_balancer, cpu, -1) != cpu)
4307                                 BUG();
4308         }
4309         return 0;
4310 }
4311 #endif
4312
4313 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
4314
4315 /*
4316  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
4317  * and initiates a balancing operation if so.
4318  *
4319  * Balancing parameters are set up in arch_init_sched_domains.
4320  */
4321 static void rebalance_domains(int cpu, enum cpu_idle_type idle)
4322 {
4323         int balance = 1;
4324         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4325         unsigned long interval;
4326         struct sched_domain *sd;
4327         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
4328         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
4329         int update_next_balance = 0;
4330         int need_serialize;
4331
4332         for_each_domain(cpu, sd) {
4333                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
4334                         continue;
4335
4336                 interval = sd->balance_interval;
4337                 if (idle != CPU_IDLE)
4338                         interval *= sd->busy_factor;
4339
4340                 /* scale ms to jiffies */
4341                 interval = msecs_to_jiffies(interval);
4342                 if (unlikely(!interval))
4343                         interval = 1;
4344                 if (interval > HZ*NR_CPUS/10)
4345                         interval = HZ*NR_CPUS/10;
4346
4347                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
4348
4349                 if (need_serialize) {
4350                         if (!spin_trylock(&balancing))
4351                                 goto out;
4352                 }
4353
4354                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
4355                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &balance)) {
4356                                 /*
4357                                  * We've pulled tasks over so either we're no
4358                                  * longer idle, or one of our SMT siblings is
4359                                  * not idle.
4360                                  */
4361                                 idle = CPU_NOT_IDLE;
4362                         }
4363                         sd->last_balance = jiffies;
4364                 }
4365                 if (need_serialize)
4366                         spin_unlock(&balancing);
4367 out:
4368                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
4369                         next_balance = sd->last_balance + interval;
4370                         update_next_balance = 1;
4371                 }
4372
4373                 /*
4374                  * Stop the load balance at this level. There is another
4375                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
4376                  * actively.
4377                  */
4378                 if (!balance)
4379                         break;
4380         }
4381
4382         /*
4383          * next_balance will be updated only when there is a need.
4384          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
4385          * updated.
4386          */
4387         if (likely(update_next_balance))
4388                 rq->next_balance = next_balance;
4389 }
4390
4391 /*
4392  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
4393  * In CONFIG_NO_HZ case, the idle load balance owner will do the
4394  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
4395  */
4396 static void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
4397 {
4398         int this_cpu = smp_processor_id();
4399         struct rq *this_rq = cpu_rq(this_cpu);
4400         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_at_tick ?
4401                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
4402
4403         rebalance_domains(this_cpu, idle);
4404
4405 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4406         /*
4407          * If this cpu is the owner for idle load balancing, then do the
4408          * balancing on behalf of the other idle cpus whose ticks are
4409          * stopped.
4410          */
4411         if (this_rq->idle_at_tick &&
4412             atomic_read(&nohz.load_balancer) == this_cpu) {
4413                 struct rq *rq;
4414                 int balance_cpu;
4415
4416                 for_each_cpu(balance_cpu, nohz.cpu_mask) {
4417                         if (balance_cpu == this_cpu)
4418                                 continue;
4419
4420                         /*
4421                          * If this cpu gets work to do, stop the load balancing
4422                          * work being done for other cpus. Next load
4423                          * balancing owner will pick it up.
4424                          */
4425                         if (need_resched())
4426                                 break;
4427
4428                         rebalance_domains(balance_cpu, CPU_IDLE);
4429
4430                         rq = cpu_rq(balance_cpu);
4431                         if (time_after(this_rq->next_balance, rq->next_balance))
4432                                 this_rq->next_balance = rq->next_balance;
4433                 }
4434         }
4435 #endif
4436 }
4437
4438 static inline int on_null_domain(int cpu)
4439 {
4440         return !rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd);
4441 }
4442
4443 /*
4444  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
4445  *
4446  * In case of CONFIG_NO_HZ, this is the place where we nominate a new
4447  * idle load balancing owner or decide to stop the periodic load balancing,
4448  * if the whole system is idle.
4449  */
4450 static inline void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu)
4451 {
4452 #ifdef CONFIG_NO_HZ
4453         /*
4454          * If we were in the nohz mode recently and busy at the current
4455          * scheduler tick, then check if we need to nominate new idle
4456          * load balancer.
4457          */
4458         if (rq->in_nohz_recently && !rq->idle_at_tick) {
4459                 rq->in_nohz_recently = 0;
4460
4461                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu) {
4462                         cpumask_clear_cpu(cpu, nohz.cpu_mask);
4463                         atomic_set(&nohz.load_balancer, -1);
4464                 }
4465
4466                 if (atomic_read(&nohz.load_balancer) == -1) {
4467                         /*
4468                          * simple selection for now: Nominate the
4469                          * first cpu in the nohz list to be the next
4470                          * ilb owner.
4471                          *
4472                          * TBD: Traverse the sched domains and nominate
4473                          * the nearest cpu in the nohz.cpu_mask.
4474                          */
4475                         int ilb = cpumask_first(nohz.cpu_mask);
4476
4477                         if (ilb < nr_cpu_ids)
4478                                 resched_cpu(ilb);
4479                 }
4480         }
4481
4482         /*
4483          * If this cpu is idle and doing idle load balancing for all the
4484          * cpus with ticks stopped, is it time for that to stop?
4485          */
4486         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) == cpu &&
4487             cpumask_weight(nohz.cpu_mask) == num_online_cpus()) {
4488                 resched_cpu(cpu);
4489                 return;
4490         }
4491
4492         /*
4493          * If this cpu is idle and the idle load balancing is done by
4494          * someone else, then no need raise the SCHED_SOFTIRQ
4495          */
4496         if (rq->idle_at_tick && atomic_read(&nohz.load_balancer) != cpu &&
4497             cpumask_test_cpu(cpu, nohz.cpu_mask))
4498                 return;
4499 #endif
4500         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
4501         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance) &&
4502             likely(!on_null_domain(cpu)))
4503                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
4504 }
4505
4506 #else   /* CONFIG_SMP */
4507
4508 /*
4509  * on UP we do not need to balance between CPUs:
4510  */
4511 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
4512 {
4513 }
4514
4515 #endif
4516
4517 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
4518
4519 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
4520
4521 /*
4522  * Return any ns on the sched_clock that have not yet been accounted in
4523  * @p in case that task is currently running.
4524  *
4525  * Called with task_rq_lock() held on @rq.
4526  */
4527 static u64 do_task_delta_exec(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4528 {
4529         u64 ns = 0;
4530
4531         if (task_current(rq, p)) {
4532                 update_rq_clock(rq);
4533                 ns = rq->clock - p->se.exec_start;
4534                 if ((s64)ns < 0)
4535                         ns = 0;
4536         }
4537
4538         return ns;
4539 }
4540
4541 unsigned long long task_delta_exec(struct task_struct *p)
4542 {
4543         unsigned long flags;
4544         struct rq *rq;
4545         u64 ns = 0;
4546
4547         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4548         ns = do_task_delta_exec(p, rq);
4549         task_rq_unlock(rq, &flags);
4550
4551         return ns;
4552 }
4553
4554 /*
4555  * Return accounted runtime for the task.
4556  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
4557  * pending runtime that have not been accounted yet.
4558  */
4559 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
4560 {
4561         unsigned long flags;
4562         struct rq *rq;
4563         u64 ns = 0;
4564
4565         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4566         ns = p->se.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4567         task_rq_unlock(rq, &flags);
4568
4569         return ns;
4570 }
4571
4572 /*
4573  * Return sum_exec_runtime for the thread group.
4574  * In case the task is currently running, return the sum plus current's
4575  * pending runtime that have not been accounted yet.
4576  *
4577  * Note that the thread group might have other running tasks as well,
4578  * so the return value not includes other pending runtime that other
4579  * running tasks might have.
4580  */
4581 unsigned long long thread_group_sched_runtime(struct task_struct *p)
4582 {
4583         struct task_cputime totals;
4584         unsigned long flags;
4585         struct rq *rq;
4586         u64 ns;
4587
4588         rq = task_rq_lock(p, &flags);
4589         thread_group_cputime(p, &totals);
4590         ns = totals.sum_exec_runtime + do_task_delta_exec(p, rq);
4591         task_rq_unlock(rq, &flags);
4592
4593         return ns;
4594 }
4595
4596 /*
4597  * Account user cpu time to a process.
4598  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4599  * @cputime: the cpu time spent in user space since the last update
4600  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4601  */
4602 void account_user_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4603                        cputime_t cputime_scaled)
4604 {
4605         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4606         cputime64_t tmp;
4607
4608         /* Add user time to process. */
4609         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4610         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4611         account_group_user_time(p, cputime);
4612
4613         /* Add user time to cpustat. */
4614         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4615         if (TASK_NICE(p) > 0)
4616                 cpustat->nice = cputime64_add(cpustat->nice, tmp);
4617         else
4618                 cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4619
4620         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_USER, cputime);
4621         /* Account for user time used */
4622         acct_update_integrals(p);
4623 }
4624
4625 /*
4626  * Account guest cpu time to a process.
4627  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4628  * @cputime: the cpu time spent in virtual machine since the last update
4629  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4630  */
4631 static void account_guest_time(struct task_struct *p, cputime_t cputime,
4632                                cputime_t cputime_scaled)
4633 {
4634         cputime64_t tmp;
4635         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4636
4637         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4638
4639         /* Add guest time to process. */
4640         p->utime = cputime_add(p->utime, cputime);
4641         p->utimescaled = cputime_add(p->utimescaled, cputime_scaled);
4642         account_group_user_time(p, cputime);
4643         p->gtime = cputime_add(p->gtime, cputime);
4644
4645         /* Add guest time to cpustat. */
4646         cpustat->user = cputime64_add(cpustat->user, tmp);
4647         cpustat->guest = cputime64_add(cpustat->guest, tmp);
4648 }
4649
4650 /*
4651  * Account system cpu time to a process.
4652  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4653  * @hardirq_offset: the offset to subtract from hardirq_count()
4654  * @cputime: the cpu time spent in kernel space since the last update
4655  * @cputime_scaled: cputime scaled by cpu frequency
4656  */
4657 void account_system_time(struct task_struct *p, int hardirq_offset,
4658                          cputime_t cputime, cputime_t cputime_scaled)
4659 {
4660         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4661         cputime64_t tmp;
4662
4663         if ((p->flags & PF_VCPU) && (irq_count() - hardirq_offset == 0)) {
4664                 account_guest_time(p, cputime, cputime_scaled);
4665                 return;
4666         }
4667
4668         /* Add system time to process. */
4669         p->stime = cputime_add(p->stime, cputime);
4670         p->stimescaled = cputime_add(p->stimescaled, cputime_scaled);
4671         account_group_system_time(p, cputime);
4672
4673         /* Add system time to cpustat. */
4674         tmp = cputime_to_cputime64(cputime);
4675         if (hardirq_count() - hardirq_offset)
4676                 cpustat->irq = cputime64_add(cpustat->irq, tmp);
4677         else if (softirq_count())
4678                 cpustat->softirq = cputime64_add(cpustat->softirq, tmp);
4679         else
4680                 cpustat->system = cputime64_add(cpustat->system, tmp);
4681
4682         cpuacct_update_stats(p, CPUACCT_STAT_SYSTEM, cputime);
4683
4684         /* Account for system time used */
4685         acct_update_integrals(p);
4686 }
4687
4688 /*
4689  * Account for involuntary wait time.
4690  * @steal: the cpu time spent in involuntary wait
4691  */
4692 void account_steal_time(cputime_t cputime)
4693 {
4694         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4695         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4696
4697         cpustat->steal = cputime64_add(cpustat->steal, cputime64);
4698 }
4699
4700 /*
4701  * Account for idle time.
4702  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
4703  */
4704 void account_idle_time(cputime_t cputime)
4705 {
4706         struct cpu_usage_stat *cpustat = &kstat_this_cpu.cpustat;
4707         cputime64_t cputime64 = cputime_to_cputime64(cputime);
4708         struct rq *rq = this_rq();
4709
4710         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
4711                 cpustat->iowait = cputime64_add(cpustat->iowait, cputime64);
4712         else
4713                 cpustat->idle = cputime64_add(cpustat->idle, cputime64);
4714 }
4715
4716 #ifndef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4717
4718 /*
4719  * Account a single tick of cpu time.
4720  * @p: the process that the cpu time gets accounted to
4721  * @user_tick: indicates if the tick is a user or a system tick
4722  */
4723 void account_process_tick(struct task_struct *p, int user_tick)
4724 {
4725         cputime_t one_jiffy = jiffies_to_cputime(1);
4726         cputime_t one_jiffy_scaled = cputime_to_scaled(one_jiffy);
4727         struct rq *rq = this_rq();
4728
4729         if (user_tick)
4730                 account_user_time(p, one_jiffy, one_jiffy_scaled);
4731         else if (p != rq->idle)
4732                 account_system_time(p, HARDIRQ_OFFSET, one_jiffy,
4733                                     one_jiffy_scaled);
4734         else
4735                 account_idle_time(one_jiffy);
4736 }
4737
4738 /*
4739  * Account multiple ticks of steal time.
4740  * @p: the process from which the cpu time has been stolen
4741  * @ticks: number of stolen ticks
4742  */
4743 void account_steal_ticks(unsigned long ticks)
4744 {
4745         account_steal_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4746 }
4747
4748 /*
4749  * Account multiple ticks of idle time.
4750  * @ticks: number of stolen ticks
4751  */
4752 void account_idle_ticks(unsigned long ticks)
4753 {
4754         account_idle_time(jiffies_to_cputime(ticks));
4755 }
4756
4757 #endif
4758
4759 /*
4760  * Use precise platform statistics if available:
4761  */
4762 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING
4763 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
4764 {
4765         return p->utime;
4766 }
4767
4768 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
4769 {
4770         return p->stime;
4771 }
4772 #else
4773 cputime_t task_utime(struct task_struct *p)
4774 {
4775         clock_t utime = cputime_to_clock_t(p->utime),
4776                 total = utime + cputime_to_clock_t(p->stime);
4777         u64 temp;
4778
4779         /*
4780          * Use CFS's precise accounting:
4781          */
4782         temp = (u64)nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime);
4783
4784         if (total) {
4785                 temp *= utime;
4786                 do_div(temp, total);
4787         }
4788         utime = (clock_t)temp;
4789
4790         p->prev_utime = max(p->prev_utime, clock_t_to_cputime(utime));
4791         return p->prev_utime;
4792 }
4793
4794 cputime_t task_stime(struct task_struct *p)
4795 {
4796         clock_t stime;
4797
4798         /*
4799          * Use CFS's precise accounting. (we subtract utime from
4800          * the total, to make sure the total observed by userspace
4801          * grows monotonically - apps rely on that):
4802          */
4803         stime = nsec_to_clock_t(p->se.sum_exec_runtime) -
4804                         cputime_to_clock_t(task_utime(p));
4805
4806         if (stime >= 0)
4807                 p->prev_stime = max(p->prev_stime, clock_t_to_cputime(stime));
4808
4809         return p->prev_stime;
4810 }
4811 #endif
4812
4813 inline cputime_t task_gtime(struct task_struct *p)
4814 {
4815         return p->gtime;
4816 }
4817
4818 /*
4819  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
4820  * We call it with interrupts disabled.
4821  *
4822  * It also gets called by the fork code, when changing the parent's
4823  * timeslices.
4824  */
4825 void scheduler_tick(void)
4826 {
4827         int cpu = smp_processor_id();
4828         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4829         struct task_struct *curr = rq->curr;
4830
4831         sched_clock_tick();
4832
4833         spin_lock(&rq->lock);
4834         update_rq_clock(rq);
4835         update_cpu_load(rq);
4836         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
4837         spin_unlock(&rq->lock);
4838
4839 #ifdef CONFIG_SMP
4840         rq->idle_at_tick = idle_cpu(cpu);
4841         trigger_load_balance(rq, cpu);
4842 #endif
4843 }
4844
4845 unsigned long get_parent_ip(unsigned long addr)
4846 {
4847         if (in_lock_functions(addr)) {
4848                 addr = CALLER_ADDR2;
4849                 if (in_lock_functions(addr))
4850                         addr = CALLER_ADDR3;
4851         }
4852         return addr;
4853 }
4854
4855 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
4856                                 defined(CONFIG_PREEMPT_TRACER))
4857
4858 void __kprobes add_preempt_count(int val)
4859 {
4860 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4861         /*
4862          * Underflow?
4863          */
4864         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
4865                 return;
4866 #endif
4867         preempt_count() += val;
4868 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4869         /*
4870          * Spinlock count overflowing soon?
4871          */
4872         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
4873                                 PREEMPT_MASK - 10);
4874 #endif
4875         if (preempt_count() == val)
4876                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4877 }
4878 EXPORT_SYMBOL(add_preempt_count);
4879
4880 void __kprobes sub_preempt_count(int val)
4881 {
4882 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
4883         /*
4884          * Underflow?
4885          */
4886         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
4887                 return;
4888         /*
4889          * Is the spinlock portion underflowing?
4890          */
4891         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
4892                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
4893                 return;
4894 #endif
4895
4896         if (preempt_count() == val)
4897                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_parent_ip(CALLER_ADDR1));
4898         preempt_count() -= val;
4899 }
4900 EXPORT_SYMBOL(sub_preempt_count);
4901
4902 #endif
4903
4904 /*
4905  * Print scheduling while atomic bug:
4906  */
4907 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
4908 {
4909         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
4910
4911         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
4912                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
4913
4914         debug_show_held_locks(prev);
4915         print_modules();
4916         if (irqs_disabled())
4917                 print_irqtrace_events(prev);
4918
4919         if (regs)
4920                 show_regs(regs);
4921         else
4922                 dump_stack();
4923 }
4924
4925 /*
4926  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
4927  */
4928 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
4929 {
4930         /*
4931          * Test if we are atomic. Since do_exit() needs to call into
4932          * schedule() atomically, we ignore that path for now.
4933          * Otherwise, whine if we are scheduling when we should not be.
4934          */
4935         if (unlikely(in_atomic_preempt_off() && !prev->exit_state))
4936                 __schedule_bug(prev);
4937
4938         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
4939
4940         schedstat_inc(this_rq(), sched_count);
4941 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4942         if (unlikely(prev->lock_depth >= 0)) {
4943                 schedstat_inc(this_rq(), bkl_count);
4944                 schedstat_inc(prev, sched_info.bkl_count);
4945         }
4946 #endif
4947 }
4948
4949 static void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
4950 {
4951         if (prev->state == TASK_RUNNING) {
4952                 u64 runtime = prev->se.sum_exec_runtime;
4953
4954                 runtime -= prev->se.prev_sum_exec_runtime;
4955                 runtime = min_t(u64, runtime, 2*sysctl_sched_migration_cost);
4956
4957                 /*
4958                  * In order to avoid avg_overlap growing stale when we are
4959                  * indeed overlapping and hence not getting put to sleep, grow
4960                  * the avg_overlap on preemption.
4961                  *
4962                  * We use the average preemption runtime because that
4963                  * correlates to the amount of cache footprint a task can
4964                  * build up.
4965                  */
4966                 update_avg(&prev->se.avg_overlap, runtime);
4967         }
4968         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
4969 }
4970
4971 /*
4972  * Pick up the highest-prio task:
4973  */
4974 static inline struct task_struct *
4975 pick_next_task(struct rq *rq)
4976 {
4977         const struct sched_class *class;
4978         struct task_struct *p;
4979
4980         /*
4981          * Optimization: we know that if all tasks are in
4982          * the fair class we can call that function directly:
4983          */
4984         if (likely(rq->nr_running == rq->cfs.nr_running)) {
4985                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq);
4986                 if (likely(p))
4987                         return p;
4988         }
4989
4990         class = sched_class_highest;
4991         for ( ; ; ) {
4992                 p = class->pick_next_task(rq);
4993                 if (p)
4994                         return p;
4995                 /*
4996                  * Will never be NULL as the idle class always
4997                  * returns a non-NULL p:
4998                  */
4999                 class = class->next;
5000         }
5001 }
5002
5003 /*
5004  * schedule() is the main scheduler function.
5005  */
5006 asmlinkage void __sched __schedule(void)
5007 {
5008         struct task_struct *prev, *next;
5009         unsigned long *switch_count;
5010         struct rq *rq;
5011         int cpu;
5012
5013         cpu = smp_processor_id();
5014         rq = cpu_rq(cpu);
5015         rcu_qsctr_inc(cpu);
5016         prev = rq->curr;
5017         switch_count = &prev->nivcsw;
5018
5019         release_kernel_lock(prev);
5020 need_resched_nonpreemptible:
5021
5022         schedule_debug(prev);
5023
5024         if (sched_feat(HRTICK))
5025                 hrtick_clear(rq);
5026
5027         spin_lock_irq(&rq->lock);
5028         update_rq_clock(rq);
5029         clear_tsk_need_resched(prev);
5030
5031         if (prev->state && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE)) {
5032                 if (unlikely(signal_pending_state(prev->state, prev)))
5033                         prev->state = TASK_RUNNING;
5034                 else
5035                         deactivate_task(rq, prev, 1);
5036                 switch_count = &prev->nvcsw;
5037         }
5038
5039 #ifdef CONFIG_SMP
5040         if (prev->sched_class->pre_schedule)
5041                 prev->sched_class->pre_schedule(rq, prev);
5042 #endif
5043
5044         if (unlikely(!rq->nr_running))
5045                 idle_balance(cpu, rq);
5046
5047         put_prev_task(rq, prev);
5048         next = pick_next_task(rq);
5049
5050         if (likely(prev != next)) {
5051                 sched_info_switch(prev, next);
5052
5053                 rq->nr_switches++;
5054                 rq->curr = next;
5055                 ++*switch_count;
5056
5057                 context_switch(rq, prev, next); /* unlocks the rq */
5058                 /*
5059                  * the context switch might have flipped the stack from under
5060                  * us, hence refresh the local variables.
5061                  */
5062                 cpu = smp_processor_id();
5063                 rq = cpu_rq(cpu);
5064         } else
5065                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
5066
5067         if (unlikely(reacquire_kernel_lock(current) < 0))
5068                 goto need_resched_nonpreemptible;
5069 }
5070
5071 asmlinkage void __sched schedule(void)
5072 {
5073 need_resched:
5074         preempt_disable();
5075         __schedule();
5076         preempt_enable_no_resched();
5077         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_NEED_RESCHED)))
5078                 goto need_resched;
5079 }
5080 EXPORT_SYMBOL(schedule);
5081
5082 #ifdef CONFIG_SMP
5083 /*
5084  * Look out! "owner" is an entirely speculative pointer
5085  * access and not reliable.
5086  */
5087 int mutex_spin_on_owner(struct mutex *lock, struct thread_info *owner)
5088 {
5089         unsigned int cpu;
5090         struct rq *rq;
5091
5092         if (!sched_feat(OWNER_SPIN))
5093                 return 0;
5094
5095 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
5096         /*
5097          * Need to access the cpu field knowing that
5098          * DEBUG_PAGEALLOC could have unmapped it if
5099          * the mutex owner just released it and exited.
5100          */
5101         if (probe_kernel_address(&owner->cpu, cpu))
5102                 goto out;
5103 #else
5104         cpu = owner->cpu;
5105 #endif
5106
5107         /*
5108          * Even if the access succeeded (likely case),
5109          * the cpu field may no longer be valid.
5110          */
5111         if (cpu >= nr_cpumask_bits)
5112                 goto out;
5113
5114         /*
5115          * We need to validate that we can do a
5116          * get_cpu() and that we have the percpu area.
5117          */
5118         if (!cpu_online(cpu))
5119                 goto out;
5120
5121         rq = cpu_rq(cpu);
5122
5123         for (;;) {
5124                 /*
5125                  * Owner changed, break to re-assess state.
5126                  */
5127                 if (lock->owner != owner)
5128                         break;
5129
5130                 /*
5131                  * Is that owner really running on that cpu?
5132                  */
5133                 if (task_thread_info(rq->curr) != owner || need_resched())
5134                         return 0;
5135
5136                 cpu_relax();
5137         }
5138 out:
5139         return 1;
5140 }
5141 #endif
5142
5143 #ifdef CONFIG_PREEMPT
5144 /*
5145  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
5146  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
5147  * occur there and call schedule directly.
5148  */
5149 asmlinkage void __sched preempt_schedule(void)
5150 {
5151         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5152
5153         /*
5154          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
5155          * we do not want to preempt the current task. Just return..
5156          */
5157         if (likely(ti->preempt_count || irqs_disabled()))
5158                 return;
5159
5160         do {
5161                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5162                 schedule();
5163                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5164
5165                 /*
5166                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5167                  * between schedule and now.
5168                  */
5169                 barrier();
5170         } while (need_resched());
5171 }
5172 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
5173
5174 /*
5175  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
5176  * off of irq context.
5177  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
5178  * protect us against recursive calling from irq.
5179  */
5180 asmlinkage void __sched preempt_schedule_irq(void)
5181 {
5182         struct thread_info *ti = current_thread_info();
5183
5184         /* Catch callers which need to be fixed */
5185         BUG_ON(ti->preempt_count || !irqs_disabled());
5186
5187         do {
5188                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5189                 local_irq_enable();
5190                 schedule();
5191                 local_irq_disable();
5192                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
5193
5194                 /*
5195                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
5196                  * between schedule and now.
5197                  */
5198                 barrier();
5199         } while (need_resched());
5200 }
5201
5202 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
5203
5204 int default_wake_function(wait_queue_t *curr, unsigned mode, int sync,
5205                           void *key)
5206 {
5207         return try_to_wake_up(curr->private, mode, sync);
5208 }
5209 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
5210
5211 /*
5212  * The core wakeup function. Non-exclusive wakeups (nr_exclusive == 0) just
5213  * wake everything up. If it's an exclusive wakeup (nr_exclusive == small +ve
5214  * number) then we wake all the non-exclusive tasks and one exclusive task.
5215  *
5216  * There are circumstances in which we can try to wake a task which has already
5217  * started to run but is not in state TASK_RUNNING. try_to_wake_up() returns
5218  * zero in this (rare) case, and we handle it by continuing to scan the queue.
5219  */
5220 void __wake_up_common(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5221                         int nr_exclusive, int sync, void *key)
5222 {
5223         wait_queue_t *curr, *next;
5224
5225         list_for_each_entry_safe(curr, next, &q->task_list, task_list) {
5226                 unsigned flags = curr->flags;
5227
5228                 if (curr->func(curr, mode, sync, key) &&
5229                                 (flags & WQ_FLAG_EXCLUSIVE) && !--nr_exclusive)
5230                         break;
5231         }
5232 }
5233
5234 /**
5235  * __wake_up - wake up threads blocked on a waitqueue.
5236  * @q: the waitqueue
5237  * @mode: which threads
5238  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5239  * @key: is directly passed to the wakeup function
5240  */
5241 void __wake_up(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5242                         int nr_exclusive, void *key)
5243 {
5244         unsigned long flags;
5245
5246         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5247         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, 0, key);
5248         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5249 }
5250 EXPORT_SYMBOL(__wake_up);
5251
5252 /*
5253  * Same as __wake_up but called with the spinlock in wait_queue_head_t held.
5254  */
5255 void __wake_up_locked(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode)
5256 {
5257         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, NULL);
5258 }
5259
5260 void __wake_up_locked_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, void *key)
5261 {
5262         __wake_up_common(q, mode, 1, 0, key);
5263 }
5264
5265 /**
5266  * __wake_up_sync_key - wake up threads blocked on a waitqueue.
5267  * @q: the waitqueue
5268  * @mode: which threads
5269  * @nr_exclusive: how many wake-one or wake-many threads to wake up
5270  * @key: opaque value to be passed to wakeup targets
5271  *
5272  * The sync wakeup differs that the waker knows that it will schedule
5273  * away soon, so while the target thread will be woken up, it will not
5274  * be migrated to another CPU - ie. the two threads are 'synchronized'
5275  * with each other. This can prevent needless bouncing between CPUs.
5276  *
5277  * On UP it can prevent extra preemption.
5278  */
5279 void __wake_up_sync_key(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode,
5280                         int nr_exclusive, void *key)
5281 {
5282         unsigned long flags;
5283         int sync = 1;
5284
5285         if (unlikely(!q))
5286                 return;
5287
5288         if (unlikely(!nr_exclusive))
5289                 sync = 0;
5290
5291         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5292         __wake_up_common(q, mode, nr_exclusive, sync, key);
5293         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5294 }
5295 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync_key);
5296
5297 /*
5298  * __wake_up_sync - see __wake_up_sync_key()
5299  */
5300 void __wake_up_sync(wait_queue_head_t *q, unsigned int mode, int nr_exclusive)
5301 {
5302         __wake_up_sync_key(q, mode, nr_exclusive, NULL);
5303 }
5304 EXPORT_SYMBOL_GPL(__wake_up_sync);      /* For internal use only */
5305
5306 /**
5307  * complete: - signals a single thread waiting on this completion
5308  * @x:  holds the state of this particular completion
5309  *
5310  * This will wake up a single thread waiting on this completion. Threads will be
5311  * awakened in the same order in which they were queued.
5312  *
5313  * See also complete_all(), wait_for_completion() and related routines.
5314  */
5315 void complete(struct completion *x)
5316 {
5317         unsigned long flags;
5318
5319         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5320         x->done++;
5321         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 1, 0, NULL);
5322         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5323 }
5324 EXPORT_SYMBOL(complete);
5325
5326 /**
5327  * complete_all: - signals all threads waiting on this completion
5328  * @x:  holds the state of this particular completion
5329  *
5330  * This will wake up all threads waiting on this particular completion event.
5331  */
5332 void complete_all(struct completion *x)
5333 {
5334         unsigned long flags;
5335
5336         spin_lock_irqsave(&x->wait.lock, flags);
5337         x->done += UINT_MAX/2;
5338         __wake_up_common(&x->wait, TASK_NORMAL, 0, 0, NULL);
5339         spin_unlock_irqrestore(&x->wait.lock, flags);
5340 }
5341 EXPORT_SYMBOL(complete_all);
5342
5343 static inline long __sched
5344 do_wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5345 {
5346         if (!x->done) {
5347                 DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
5348
5349                 wait.flags |= WQ_FLAG_EXCLUSIVE;
5350                 __add_wait_queue_tail(&x->wait, &wait);
5351                 do {
5352                         if (signal_pending_state(state, current)) {
5353                                 timeout = -ERESTARTSYS;
5354                                 break;
5355                         }
5356                         __set_current_state(state);
5357                         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5358                         timeout = schedule_timeout(timeout);
5359                         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5360                 } while (!x->done && timeout);
5361                 __remove_wait_queue(&x->wait, &wait);
5362                 if (!x->done)
5363                         return timeout;
5364         }
5365         x->done--;
5366         return timeout ?: 1;
5367 }
5368
5369 static long __sched
5370 wait_for_common(struct completion *x, long timeout, int state)
5371 {
5372         might_sleep();
5373
5374         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5375         timeout = do_wait_for_common(x, timeout, state);
5376         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5377         return timeout;
5378 }
5379
5380 /**
5381  * wait_for_completion: - waits for completion of a task
5382  * @x:  holds the state of this particular completion
5383  *
5384  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It is NOT
5385  * interruptible and there is no timeout.
5386  *
5387  * See also similar routines (i.e. wait_for_completion_timeout()) with timeout
5388  * and interrupt capability. Also see complete().
5389  */
5390 void __sched wait_for_completion(struct completion *x)
5391 {
5392         wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5393 }
5394 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion);
5395
5396 /**
5397  * wait_for_completion_timeout: - waits for completion of a task (w/timeout)
5398  * @x:  holds the state of this particular completion
5399  * @timeout:  timeout value in jiffies
5400  *
5401  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5402  * specified timeout to expire. The timeout is in jiffies. It is not
5403  * interruptible.
5404  */
5405 unsigned long __sched
5406 wait_for_completion_timeout(struct completion *x, unsigned long timeout)
5407 {
5408         return wait_for_common(x, timeout, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
5409 }
5410 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_timeout);
5411
5412 /**
5413  * wait_for_completion_interruptible: - waits for completion of a task (w/intr)
5414  * @x:  holds the state of this particular completion
5415  *
5416  * This waits for completion of a specific task to be signaled. It is
5417  * interruptible.
5418  */
5419 int __sched wait_for_completion_interruptible(struct completion *x)
5420 {
5421         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_INTERRUPTIBLE);
5422         if (t == -ERESTARTSYS)
5423                 return t;
5424         return 0;
5425 }
5426 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible);
5427
5428 /**
5429  * wait_for_completion_interruptible_timeout: - waits for completion (w/(to,intr))
5430  * @x:  holds the state of this particular completion
5431  * @timeout:  timeout value in jiffies
5432  *
5433  * This waits for either a completion of a specific task to be signaled or for a
5434  * specified timeout to expire. It is interruptible. The timeout is in jiffies.
5435  */
5436 unsigned long __sched
5437 wait_for_completion_interruptible_timeout(struct completion *x,
5438                                           unsigned long timeout)
5439 {
5440         return wait_for_common(x, timeout, TASK_INTERRUPTIBLE);
5441 }
5442 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_interruptible_timeout);
5443
5444 /**
5445  * wait_for_completion_killable: - waits for completion of a task (killable)
5446  * @x:  holds the state of this particular completion
5447  *
5448  * This waits to be signaled for completion of a specific task. It can be
5449  * interrupted by a kill signal.
5450  */
5451 int __sched wait_for_completion_killable(struct completion *x)
5452 {
5453         long t = wait_for_common(x, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT, TASK_KILLABLE);
5454         if (t == -ERESTARTSYS)
5455                 return t;
5456         return 0;
5457 }
5458 EXPORT_SYMBOL(wait_for_completion_killable);
5459
5460 /**
5461  *      try_wait_for_completion - try to decrement a completion without blocking
5462  *      @x:     completion structure
5463  *
5464  *      Returns: 0 if a decrement cannot be done without blocking
5465  *               1 if a decrement succeeded.
5466  *
5467  *      If a completion is being used as a counting completion,
5468  *      attempt to decrement the counter without blocking. This
5469  *      enables us to avoid waiting if the resource the completion
5470  *      is protecting is not available.
5471  */
5472 bool try_wait_for_completion(struct completion *x)
5473 {
5474         int ret = 1;
5475
5476         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5477         if (!x->done)
5478                 ret = 0;
5479         else
5480                 x->done--;
5481         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5482         return ret;
5483 }
5484 EXPORT_SYMBOL(try_wait_for_completion);
5485
5486 /**
5487  *      completion_done - Test to see if a completion has any waiters
5488  *      @x:     completion structure
5489  *
5490  *      Returns: 0 if there are waiters (wait_for_completion() in progress)
5491  *               1 if there are no waiters.
5492  *
5493  */
5494 bool completion_done(struct completion *x)
5495 {
5496         int ret = 1;
5497
5498         spin_lock_irq(&x->wait.lock);
5499         if (!x->done)
5500                 ret = 0;
5501         spin_unlock_irq(&x->wait.lock);
5502         return ret;
5503 }
5504 EXPORT_SYMBOL(completion_done);
5505
5506 static long __sched
5507 sleep_on_common(wait_queue_head_t *q, int state, long timeout)
5508 {
5509         unsigned long flags;
5510         wait_queue_t wait;
5511
5512         init_waitqueue_entry(&wait, current);
5513
5514         __set_current_state(state);
5515
5516         spin_lock_irqsave(&q->lock, flags);
5517         __add_wait_queue(q, &wait);
5518         spin_unlock(&q->lock);
5519         timeout = schedule_timeout(timeout);
5520         spin_lock_irq(&q->lock);
5521         __remove_wait_queue(q, &wait);
5522         spin_unlock_irqrestore(&q->lock, flags);
5523
5524         return timeout;
5525 }
5526
5527 void __sched interruptible_sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5528 {
5529         sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5530 }
5531 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on);
5532
5533 long __sched
5534 interruptible_sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5535 {
5536         return sleep_on_common(q, TASK_INTERRUPTIBLE, timeout);
5537 }
5538 EXPORT_SYMBOL(interruptible_sleep_on_timeout);
5539
5540 void __sched sleep_on(wait_queue_head_t *q)
5541 {
5542         sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
5543 }
5544 EXPORT_SYMBOL(sleep_on);
5545
5546 long __sched sleep_on_timeout(wait_queue_head_t *q, long timeout)
5547 {
5548         return sleep_on_common(q, TASK_UNINTERRUPTIBLE, timeout);
5549 }
5550 EXPORT_SYMBOL(sleep_on_timeout);
5551
5552 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
5553
5554 /*
5555  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
5556  * @p: task
5557  * @prio: prio value (kernel-internal form)
5558  *
5559  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
5560  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
5561  *
5562  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance logic.
5563  */
5564 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, int prio)
5565 {
5566         unsigned long flags;
5567         int oldprio, on_rq, running;
5568         struct rq *rq;
5569         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
5570
5571         BUG_ON(prio < 0 || prio > MAX_PRIO);
5572
5573         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5574         update_rq_clock(rq);
5575
5576         oldprio = p->prio;
5577         on_rq = p->se.on_rq;
5578         running = task_current(rq, p);
5579         if (on_rq)
5580                 dequeue_task(rq, p, 0);
5581         if (running)
5582                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5583
5584         if (rt_prio(prio))
5585                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5586         else
5587                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5588
5589         p->prio = prio;
5590
5591         if (running)
5592                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5593         if (on_rq) {
5594                 enqueue_task(rq, p, 0);
5595
5596                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
5597         }
5598         task_rq_unlock(rq, &flags);
5599 }
5600
5601 #endif
5602
5603 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
5604 {
5605         int old_prio, delta, on_rq;
5606         unsigned long flags;
5607         struct rq *rq;
5608
5609         if (TASK_NICE(p) == nice || nice < -20 || nice > 19)
5610                 return;
5611         /*
5612          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
5613          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
5614          */
5615         rq = task_rq_lock(p, &flags);
5616         update_rq_clock(rq);
5617         /*
5618          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
5619          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
5620          * it wont have any effect on scheduling until the task is
5621          * SCHED_FIFO/SCHED_RR:
5622          */
5623         if (task_has_rt_policy(p)) {
5624                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5625                 goto out_unlock;
5626         }
5627         on_rq = p->se.on_rq;
5628         if (on_rq)
5629                 dequeue_task(rq, p, 0);
5630
5631         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
5632         set_load_weight(p);
5633         old_prio = p->prio;
5634         p->prio = effective_prio(p);
5635         delta = p->prio - old_prio;
5636
5637         if (on_rq) {
5638                 enqueue_task(rq, p, 0);
5639                 /*
5640                  * If the task increased its priority or is running and
5641                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
5642                  */
5643                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
5644                         resched_task(rq->curr);
5645         }
5646 out_unlock:
5647         task_rq_unlock(rq, &flags);
5648 }
5649 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
5650
5651 /*
5652  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
5653  * @p: task
5654  * @nice: nice value
5655  */
5656 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
5657 {
5658         /* convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40] */
5659         int nice_rlim = 20 - nice;
5660
5661         return (nice_rlim <= p->signal->rlim[RLIMIT_NICE].rlim_cur ||
5662                 capable(CAP_SYS_NICE));
5663 }
5664
5665 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
5666
5667 /*
5668  * sys_nice - change the priority of the current process.
5669  * @increment: priority increment
5670  *
5671  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
5672  * does similar things.
5673  */
5674 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
5675 {
5676         long nice, retval;
5677
5678         /*
5679          * Setpriority might change our priority at the same moment.
5680          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
5681          * and we have a single winner.
5682          */
5683         if (increment < -40)
5684                 increment = -40;
5685         if (increment > 40)
5686                 increment = 40;
5687
5688         nice = TASK_NICE(current) + increment;
5689         if (nice < -20)
5690                 nice = -20;
5691         if (nice > 19)
5692                 nice = 19;
5693
5694         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
5695                 return -EPERM;
5696
5697         retval = security_task_setnice(current, nice);
5698         if (retval)
5699                 return retval;
5700
5701         set_user_nice(current, nice);
5702         return 0;
5703 }
5704
5705 #endif
5706
5707 /**
5708  * task_prio - return the priority value of a given task.
5709  * @p: the task in question.
5710  *
5711  * This is the priority value as seen by users in /proc.
5712  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
5713  * around 0, value goes from -16 to +15.
5714  */
5715 int task_prio(const struct task_struct *p)
5716 {
5717         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
5718 }
5719
5720 /**
5721  * task_nice - return the nice value of a given task.
5722  * @p: the task in question.
5723  */
5724 int task_nice(const struct task_struct *p)
5725 {
5726         return TASK_NICE(p);
5727 }
5728 EXPORT_SYMBOL(task_nice);
5729
5730 /**
5731  * idle_cpu - is a given cpu idle currently?
5732  * @cpu: the processor in question.
5733  */
5734 int idle_cpu(int cpu)
5735 {
5736         return cpu_curr(cpu) == cpu_rq(cpu)->idle;
5737 }
5738
5739 /**
5740  * idle_task - return the idle task for a given cpu.
5741  * @cpu: the processor in question.
5742  */
5743 struct task_struct *idle_task(int cpu)
5744 {
5745         return cpu_rq(cpu)->idle;
5746 }
5747
5748 /**
5749  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
5750  * @pid: the pid in question.
5751  */
5752 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
5753 {
5754         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
5755 }
5756
5757 /* Actually do priority change: must hold rq lock. */
5758 static void
5759 __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p, int policy, int prio)
5760 {
5761         BUG_ON(p->se.on_rq);
5762
5763         p->policy = policy;
5764         switch (p->policy) {
5765         case SCHED_NORMAL:
5766         case SCHED_BATCH:
5767         case SCHED_IDLE:
5768                 p->sched_class = &fair_sched_class;
5769                 break;
5770         case SCHED_FIFO:
5771         case SCHED_RR:
5772                 p->sched_class = &rt_sched_class;
5773                 break;
5774         }
5775
5776         p->rt_priority = prio;
5777         p->normal_prio = normal_prio(p);
5778         /* we are holding p->pi_lock already */
5779         p->prio = rt_mutex_getprio(p);
5780         set_load_weight(p);
5781 }
5782
5783 /*
5784  * check the target process has a UID that matches the current process's
5785  */
5786 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
5787 {
5788         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
5789         bool match;
5790
5791         rcu_read_lock();
5792         pcred = __task_cred(p);
5793         match = (cred->euid == pcred->euid ||
5794                  cred->euid == pcred->uid);
5795         rcu_read_unlock();
5796         return match;
5797 }
5798
5799 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5800                                 struct sched_param *param, bool user)
5801 {
5802         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, on_rq, running;
5803         unsigned long flags;
5804         const struct sched_class *prev_class = p->sched_class;
5805         struct rq *rq;
5806
5807         /* may grab non-irq protected spin_locks */
5808         BUG_ON(in_interrupt());
5809 recheck:
5810         /* double check policy once rq lock held */
5811         if (policy < 0)
5812                 policy = oldpolicy = p->policy;
5813         else if (policy != SCHED_FIFO && policy != SCHED_RR &&
5814                         policy != SCHED_NORMAL && policy != SCHED_BATCH &&
5815                         policy != SCHED_IDLE)
5816                 return -EINVAL;
5817         /*
5818          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
5819          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
5820          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
5821          */
5822         if (param->sched_priority < 0 ||
5823             (p->mm && param->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
5824             (!p->mm && param->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
5825                 return -EINVAL;
5826         if (rt_policy(policy) != (param->sched_priority != 0))
5827                 return -EINVAL;
5828
5829         /*
5830          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
5831          */
5832         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
5833                 if (rt_policy(policy)) {
5834                         unsigned long rlim_rtprio;
5835
5836                         if (!lock_task_sighand(p, &flags))
5837                                 return -ESRCH;
5838                         rlim_rtprio = p->signal->rlim[RLIMIT_RTPRIO].rlim_cur;
5839                         unlock_task_sighand(p, &flags);
5840
5841                         /* can't set/change the rt policy */
5842                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
5843                                 return -EPERM;
5844
5845                         /* can't increase priority */
5846                         if (param->sched_priority > p->rt_priority &&
5847                             param->sched_priority > rlim_rtprio)
5848                                 return -EPERM;
5849                 }
5850                 /*
5851                  * Like positive nice levels, dont allow tasks to
5852                  * move out of SCHED_IDLE either:
5853                  */
5854                 if (p->policy == SCHED_IDLE && policy != SCHED_IDLE)
5855                         return -EPERM;
5856
5857                 /* can't change other user's priorities */
5858                 if (!check_same_owner(p))
5859                         return -EPERM;
5860         }
5861
5862         if (user) {
5863 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
5864                 /*
5865                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
5866                  * assigned.
5867                  */
5868                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
5869                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
5870                         return -EPERM;
5871 #endif
5872
5873                 retval = security_task_setscheduler(p, policy, param);
5874                 if (retval)
5875                         return retval;
5876         }
5877
5878         /*
5879          * make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
5880          * changing the priority of the task:
5881          */
5882         spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5883         /*
5884          * To be able to change p->policy safely, the apropriate
5885          * runqueue lock must be held.
5886          */
5887         rq = __task_rq_lock(p);
5888         /* recheck policy now with rq lock held */
5889         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5890                 policy = oldpolicy = -1;
5891                 __task_rq_unlock(rq);
5892                 spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5893                 goto recheck;
5894         }
5895         update_rq_clock(rq);
5896         on_rq = p->se.on_rq;
5897         running = task_current(rq, p);
5898         if (on_rq)
5899                 deactivate_task(rq, p, 0);
5900         if (running)
5901                 p->sched_class->put_prev_task(rq, p);
5902
5903         oldprio = p->prio;
5904         __setscheduler(rq, p, policy, param->sched_priority);
5905
5906         if (running)
5907                 p->sched_class->set_curr_task(rq);
5908         if (on_rq) {
5909                 activate_task(rq, p, 0);
5910
5911                 check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio, running);
5912         }
5913         __task_rq_unlock(rq);
5914         spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5915
5916         rt_mutex_adjust_pi(p);
5917
5918         return 0;
5919 }
5920
5921 /**
5922  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5923  * @p: the task in question.
5924  * @policy: new policy.
5925  * @param: structure containing the new RT priority.
5926  *
5927  * NOTE that the task may be already dead.
5928  */
5929 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5930                        struct sched_param *param)
5931 {
5932         return __sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5933 }
5934 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5935
5936 /**
5937  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5938  * @p: the task in question.
5939  * @policy: new policy.
5940  * @param: structure containing the new RT priority.
5941  *
5942  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5943  * current context has permission.  For example, this is needed in
5944  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5945  * but our caller might not have that capability.
5946  */
5947 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5948                                struct sched_param *param)
5949 {
5950         return __sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5951 }
5952
5953 static int
5954 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5955 {
5956         struct sched_param lparam;
5957         struct task_struct *p;
5958         int retval;
5959
5960         if (!param || pid < 0)
5961                 return -EINVAL;
5962         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5963                 return -EFAULT;
5964
5965         rcu_read_lock();
5966         retval = -ESRCH;
5967         p = find_process_by_pid(pid);
5968         if (p != NULL)
5969                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5970         rcu_read_unlock();
5971
5972         return retval;
5973 }
5974
5975 /**
5976  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5977  * @pid: the pid in question.
5978  * @policy: new policy.
5979  * @param: structure containing the new RT priority.
5980  */
5981 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy,
5982                 struct sched_param __user *, param)
5983 {
5984         /* negative values for policy are not valid */
5985         if (policy < 0)
5986                 return -EINVAL;
5987
5988         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5989 }
5990
5991 /**
5992  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5993  * @pid: the pid in question.
5994  * @param: structure containing the new RT priority.
5995  */
5996 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5997 {
5998         return do_sched_setscheduler(pid, -1, param);
5999 }
6000
6001 /**
6002  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
6003  * @pid: the pid in question.
6004  */
6005 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
6006 {
6007         struct task_struct *p;
6008         int retval;
6009
6010         if (pid < 0)
6011                 return -EINVAL;
6012
6013         retval = -ESRCH;
6014         read_lock(&tasklist_lock);
6015         p = find_process_by_pid(pid);
6016         if (p) {
6017                 retval = security_task_getscheduler(p);
6018                 if (!retval)
6019                         retval = p->policy;
6020         }
6021         read_unlock(&tasklist_lock);
6022         return retval;
6023 }
6024
6025 /**
6026  * sys_sched_getscheduler - get the RT priority of a thread
6027  * @pid: the pid in question.
6028  * @param: structure containing the RT priority.
6029  */
6030 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
6031 {
6032         struct sched_param lp;
6033         struct task_struct *p;
6034         int retval;
6035
6036         if (!param || pid < 0)
6037                 return -EINVAL;
6038
6039         read_lock(&tasklist_lock);
6040         p = find_process_by_pid(pid);
6041         retval = -ESRCH;
6042         if (!p)
6043                 goto out_unlock;
6044
6045         retval = security_task_getscheduler(p);
6046         if (retval)
6047                 goto out_unlock;
6048
6049         lp.sched_priority = p->rt_priority;
6050         read_unlock(&tasklist_lock);
6051
6052         /*
6053          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
6054          */
6055         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
6056
6057         return retval;
6058
6059 out_unlock:
6060         read_unlock(&tasklist_lock);
6061         return retval;
6062 }
6063
6064 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
6065 {
6066         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
6067         struct task_struct *p;
6068         int retval;
6069
6070         get_online_cpus();
6071         read_lock(&tasklist_lock);
6072
6073         p = find_process_by_pid(pid);
6074         if (!p) {
6075                 read_unlock(&tasklist_lock);
6076                 put_online_cpus();
6077                 return -ESRCH;
6078         }
6079
6080         /*
6081          * It is not safe to call set_cpus_allowed with the
6082          * tasklist_lock held. We will bump the task_struct's
6083          * usage count and then drop tasklist_lock.
6084          */
6085         get_task_struct(p);
6086         read_unlock(&tasklist_lock);
6087
6088         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
6089                 retval = -ENOMEM;
6090                 goto out_put_task;
6091         }
6092         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
6093                 retval = -ENOMEM;
6094                 goto out_free_cpus_allowed;
6095         }
6096         retval = -EPERM;
6097         if (!check_same_owner(p) && !capable(CAP_SYS_NICE))
6098                 goto out_unlock;
6099
6100         retval = security_task_setscheduler(p, 0, NULL);
6101         if (retval)
6102                 goto out_unlock;
6103
6104         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6105         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
6106  again:
6107         retval = set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
6108
6109         if (!retval) {
6110                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
6111                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
6112                         /*
6113                          * We must have raced with a concurrent cpuset
6114                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
6115                          * cpuset's cpus_allowed
6116                          */
6117                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
6118                         goto again;
6119                 }
6120         }
6121 out_unlock:
6122         free_cpumask_var(new_mask);
6123 out_free_cpus_allowed:
6124         free_cpumask_var(cpus_allowed);
6125 out_put_task:
6126         put_task_struct(p);
6127         put_online_cpus();
6128         return retval;
6129 }
6130
6131 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
6132                              struct cpumask *new_mask)
6133 {
6134         if (len < cpumask_size())
6135                 cpumask_clear(new_mask);
6136         else if (len > cpumask_size())
6137                 len = cpumask_size();
6138
6139         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
6140 }
6141
6142 /**
6143  * sys_sched_setaffinity - set the cpu affinity of a process
6144  * @pid: pid of the process
6145  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6146  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new cpu mask
6147  */
6148 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6149                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6150 {
6151         cpumask_var_t new_mask;
6152         int retval;
6153
6154         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
6155                 return -ENOMEM;
6156
6157         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
6158         if (retval == 0)
6159                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
6160         free_cpumask_var(new_mask);
6161         return retval;
6162 }
6163
6164 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
6165 {
6166         struct task_struct *p;
6167         int retval;
6168
6169         get_online_cpus();
6170         read_lock(&tasklist_lock);
6171
6172         retval = -ESRCH;
6173         p = find_process_by_pid(pid);
6174         if (!p)
6175                 goto out_unlock;
6176
6177         retval = security_task_getscheduler(p);
6178         if (retval)
6179                 goto out_unlock;
6180
6181         cpumask_and(mask, &p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6182
6183 out_unlock:
6184         read_unlock(&tasklist_lock);
6185         put_online_cpus();
6186
6187         return retval;
6188 }
6189
6190 /**
6191  * sys_sched_getaffinity - get the cpu affinity of a process
6192  * @pid: pid of the process
6193  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
6194  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current cpu mask
6195  */
6196 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
6197                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
6198 {
6199         int ret;
6200         cpumask_var_t mask;
6201
6202         if (len < cpumask_size())
6203                 return -EINVAL;
6204
6205         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
6206                 return -ENOMEM;
6207
6208         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
6209         if (ret == 0) {
6210                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, cpumask_size()))
6211                         ret = -EFAULT;
6212                 else
6213                         ret = cpumask_size();
6214         }
6215         free_cpumask_var(mask);
6216
6217         return ret;
6218 }
6219
6220 /**
6221  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
6222  *
6223  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
6224  * other threads running on this CPU then this function will return.
6225  */
6226 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
6227 {
6228         struct rq *rq = this_rq_lock();
6229
6230         schedstat_inc(rq, yld_count);
6231         current->sched_class->yield_task(rq);
6232
6233         /*
6234          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
6235          * no need to preempt or enable interrupts:
6236          */
6237         __release(rq->lock);
6238         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
6239         _raw_spin_unlock(&rq->lock);
6240         preempt_enable_no_resched();
6241
6242         schedule();
6243
6244         return 0;
6245 }
6246
6247 static void __cond_resched(void)
6248 {
6249 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK_SLEEP
6250         __might_sleep(__FILE__, __LINE__);
6251 #endif
6252         /*
6253          * The BKS might be reacquired before we have dropped
6254          * PREEMPT_ACTIVE, which could trigger a second
6255          * cond_resched() call.
6256          */
6257         do {
6258                 add_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6259                 schedule();
6260                 sub_preempt_count(PREEMPT_ACTIVE);
6261         } while (need_resched());
6262 }
6263
6264 int __sched _cond_resched(void)
6265 {
6266         if (need_resched() && !(preempt_count() & PREEMPT_ACTIVE) &&
6267                                         system_state == SYSTEM_RUNNING) {
6268                 __cond_resched();
6269                 return 1;
6270         }
6271         return 0;
6272 }
6273 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
6274
6275 /*
6276  * cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
6277  * call schedule, and on return reacquire the lock.
6278  *
6279  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
6280  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
6281  * spin_unlock(), once by hand).
6282  */
6283 int cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
6284 {
6285         int resched = need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING;
6286         int ret = 0;
6287
6288         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
6289                 spin_unlock(lock);
6290                 if (resched && need_resched())
6291                         __cond_resched();
6292                 else
6293                         cpu_relax();
6294                 ret = 1;
6295                 spin_lock(lock);
6296         }
6297         return ret;
6298 }
6299 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_lock);
6300
6301 int __sched cond_resched_softirq(void)
6302 {
6303         BUG_ON(!in_softirq());
6304
6305         if (need_resched() && system_state == SYSTEM_RUNNING) {
6306                 local_bh_enable();
6307                 __cond_resched();
6308                 local_bh_disable();
6309                 return 1;
6310         }
6311         return 0;
6312 }
6313 EXPORT_SYMBOL(cond_resched_softirq);
6314
6315 /**
6316  * yield - yield the current processor to other threads.
6317  *
6318  * This is a shortcut for kernel-space yielding - it marks the
6319  * thread runnable and calls sys_sched_yield().
6320  */
6321 void __sched yield(void)
6322 {
6323         set_current_state(TASK_RUNNING);
6324         sys_sched_yield();
6325 }
6326 EXPORT_SYMBOL(yield);
6327
6328 /*
6329  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
6330  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
6331  *
6332  * But don't do that if it is a deliberate, throttling IO wait (this task
6333  * has set its backing_dev_info: the queue against which it should throttle)
6334  */
6335 void __sched io_schedule(void)
6336 {
6337         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
6338
6339         delayacct_blkio_start();
6340         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6341         schedule();
6342         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6343         delayacct_blkio_end();
6344 }
6345 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
6346
6347 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
6348 {
6349         struct rq *rq = &__raw_get_cpu_var(runqueues);
6350         long ret;
6351
6352         delayacct_blkio_start();
6353         atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6354         ret = schedule_timeout(timeout);
6355         atomic_dec(&rq->nr_iowait);
6356         delayacct_blkio_end();
6357         return ret;
6358 }
6359
6360 /**
6361  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
6362  * @policy: scheduling class.
6363  *
6364  * this syscall returns the maximum rt_priority that can be used
6365  * by a given scheduling class.
6366  */
6367 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
6368 {
6369         int ret = -EINVAL;
6370
6371         switch (policy) {
6372         case SCHED_FIFO:
6373         case SCHED_RR:
6374                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
6375                 break;
6376         case SCHED_NORMAL:
6377         case SCHED_BATCH:
6378         case SCHED_IDLE:
6379                 ret = 0;
6380                 break;
6381         }
6382         return ret;
6383 }
6384
6385 /**
6386  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
6387  * @policy: scheduling class.
6388  *
6389  * this syscall returns the minimum rt_priority that can be used
6390  * by a given scheduling class.
6391  */
6392 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
6393 {
6394         int ret = -EINVAL;
6395
6396         switch (policy) {
6397         case SCHED_FIFO:
6398         case SCHED_RR:
6399                 ret = 1;
6400                 break;
6401         case SCHED_NORMAL:
6402         case SCHED_BATCH:
6403         case SCHED_IDLE:
6404                 ret = 0;
6405         }
6406         return ret;
6407 }
6408
6409 /**
6410  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
6411  * @pid: pid of the process.
6412  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
6413  *
6414  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
6415  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
6416  */
6417 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
6418                 struct timespec __user *, interval)
6419 {
6420         struct task_struct *p;
6421         unsigned int time_slice;
6422         int retval;
6423         struct timespec t;
6424
6425         if (pid < 0)
6426                 return -EINVAL;
6427
6428         retval = -ESRCH;
6429         read_lock(&tasklist_lock);
6430         p = find_process_by_pid(pid);
6431         if (!p)
6432                 goto out_unlock;
6433
6434         retval = security_task_getscheduler(p);
6435         if (retval)
6436                 goto out_unlock;
6437
6438         /*
6439          * Time slice is 0 for SCHED_FIFO tasks and for SCHED_OTHER
6440          * tasks that are on an otherwise idle runqueue:
6441          */
6442         time_slice = 0;
6443         if (p->policy == SCHED_RR) {
6444                 time_slice = DEF_TIMESLICE;
6445         } else if (p->policy != SCHED_FIFO) {
6446                 struct sched_entity *se = &p->se;
6447                 unsigned long flags;
6448                 struct rq *rq;
6449
6450                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
6451                 if (rq->cfs.load.weight)
6452                         time_slice = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(&rq->cfs, se));
6453                 task_rq_unlock(rq, &flags);
6454         }
6455         read_unlock(&tasklist_lock);
6456         jiffies_to_timespec(time_slice, &t);
6457         retval = copy_to_user(interval, &t, sizeof(t)) ? -EFAULT : 0;
6458         return retval;
6459
6460 out_unlock:
6461         read_unlock(&tasklist_lock);
6462         return retval;
6463 }
6464
6465 static const char stat_nam[] = TASK_STATE_TO_CHAR_STR;
6466
6467 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6468 {
6469         unsigned long free = 0;
6470         unsigned state;
6471
6472         state = p->state ? __ffs(p->state) + 1 : 0;
6473         printk(KERN_INFO "%-13.13s %c", p->comm,
6474                 state < sizeof(stat_nam) - 1 ? stat_nam[state] : '?');
6475 #if BITS_PER_LONG == 32
6476         if (state == TASK_RUNNING)
6477                 printk(KERN_CONT " running  ");
6478         else
6479                 printk(KERN_CONT " %08lx ", thread_saved_pc(p));
6480 #else
6481         if (state == TASK_RUNNING)
6482                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6483         else
6484                 printk(KERN_CONT " %016lx ", thread_saved_pc(p));
6485 #endif
6486 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6487         free = stack_not_used(p);
6488 #endif
6489         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d\n", free,
6490                 task_pid_nr(p), task_pid_nr(p->real_parent));
6491
6492         show_stack(p, NULL);
6493 }
6494
6495 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6496 {
6497         struct task_struct *g, *p;
6498
6499 #if BITS_PER_LONG == 32
6500         printk(KERN_INFO
6501                 "  task                PC stack   pid father\n");
6502 #else
6503         printk(KERN_INFO
6504                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6505 #endif
6506         read_lock(&tasklist_lock);
6507         do_each_thread(g, p) {
6508                 /*
6509                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6510                  * console might take alot of time:
6511                  */
6512                 touch_nmi_watchdog();
6513                 if (!state_filter || (p->state & state_filter))
6514                         sched_show_task(p);
6515         } while_each_thread(g, p);
6516
6517         touch_all_softlockup_watchdogs();
6518
6519 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6520         sysrq_sched_debug_show();
6521 #endif
6522         read_unlock(&tasklist_lock);
6523         /*
6524          * Only show locks if all tasks are dumped:
6525          */
6526         if (state_filter == -1)
6527                 debug_show_all_locks();
6528 }
6529
6530 void __cpuinit init_idle_bootup_task(struct task_struct *idle)
6531 {
6532         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6533 }
6534
6535 /**
6536  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6537  * @idle: task in question
6538  * @cpu: cpu the idle task belongs to
6539  *
6540  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6541  * flag, to make booting more robust.
6542  */
6543 void __cpuinit init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6544 {
6545         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6546         unsigned long flags;
6547
6548         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6549
6550         __sched_fork(idle);
6551         idle->se.exec_start = sched_clock();
6552
6553         idle->prio = idle->normal_prio = MAX_PRIO;
6554         cpumask_copy(&idle->cpus_allowed, cpumask_of(cpu));
6555         __set_task_cpu(idle, cpu);
6556
6557         rq->curr = rq->idle = idle;
6558 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
6559         idle->oncpu = 1;
6560 #endif
6561         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6562
6563         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6564 #if defined(CONFIG_PREEMPT)
6565         task_thread_info(idle)->preempt_count = (idle->lock_depth >= 0);
6566 #else
6567         task_thread_info(idle)->preempt_count = 0;
6568 #endif
6569         /*
6570          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6571          */
6572         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6573         ftrace_graph_init_task(idle);
6574 }
6575
6576 /*
6577  * In a system that switches off the HZ timer nohz_cpu_mask
6578  * indicates which cpus entered this state. This is used
6579  * in the rcu update to wait only for active cpus. For system
6580  * which do not switch off the HZ timer nohz_cpu_mask should
6581  * always be CPU_BITS_NONE.
6582  */
6583 cpumask_var_t nohz_cpu_mask;
6584
6585 /*
6586  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
6587  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
6588  * to users decreases. But the relationship is not linear,
6589  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
6590  * number of CPUs.
6591  *
6592  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
6593  */
6594 static inline void sched_init_granularity(void)
6595 {
6596         unsigned int factor = 1 + ilog2(num_online_cpus());
6597         const unsigned long limit = 200000000;
6598
6599         sysctl_sched_min_granularity *= factor;
6600         if (sysctl_sched_min_granularity > limit)
6601                 sysctl_sched_min_granularity = limit;
6602
6603         sysctl_sched_latency *= factor;
6604         if (sysctl_sched_latency > limit)
6605                 sysctl_sched_latency = limit;
6606
6607         sysctl_sched_wakeup_granularity *= factor;
6608
6609         sysctl_sched_shares_ratelimit *= factor;
6610 }
6611
6612 #ifdef CONFIG_SMP
6613 /*
6614  * This is how migration works:
6615  *
6616  * 1) we queue a struct migration_req structure in the source CPU's
6617  *    runqueue and wake up that CPU's migration thread.
6618  * 2) we down() the locked semaphore => thread blocks.
6619  * 3) migration thread wakes up (implicitly it forces the migrated
6620  *    thread off the CPU)
6621  * 4) it gets the migration request and checks whether the migrated
6622  *    task is still in the wrong runqueue.
6623  * 5) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
6624  *    it and puts it into the right queue.
6625  * 6) migration thread up()s the semaphore.
6626  * 7) we wake up and the migration is done.
6627  */
6628
6629 /*
6630  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
6631  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
6632  * is removed from the allowed bitmask.
6633  *
6634  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
6635  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
6636  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
6637  */
6638 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
6639 {
6640         struct migration_req req;
6641         unsigned long flags;
6642         struct rq *rq;
6643         int ret = 0;
6644
6645         rq = task_rq_lock(p, &flags);
6646         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask)) {
6647                 ret = -EINVAL;
6648                 goto out;
6649         }
6650
6651         if (unlikely((p->flags & PF_THREAD_BOUND) && p != current &&
6652                      !cpumask_equal(&p->cpus_allowed, new_mask))) {
6653                 ret = -EINVAL;
6654                 goto out;
6655         }
6656
6657         if (p->sched_class->set_cpus_allowed)
6658                 p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
6659         else {
6660                 cpumask_copy(&p->cpus_allowed, new_mask);
6661                 p->rt.nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
6662         }
6663
6664         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
6665         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
6666                 goto out;
6667
6668         if (migrate_task(p, cpumask_any_and(cpu_online_mask, new_mask), &req)) {
6669                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
6670                 task_rq_unlock(rq, &flags);
6671                 wake_up_process(rq->migration_thread);
6672                 wait_for_completion(&req.done);
6673                 tlb_migrate_finish(p->mm);
6674                 return 0;
6675         }
6676 out:
6677         task_rq_unlock(rq, &flags);
6678
6679         return ret;
6680 }
6681 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
6682
6683 /*
6684  * Move (not current) task off this cpu, onto dest cpu. We're doing
6685  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
6686  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
6687  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
6688  *
6689  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
6690  * as the task is no longer on this CPU.
6691  *
6692  * Returns non-zero if task was successfully migrated.
6693  */
6694 static int __migrate_task(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
6695 {
6696         struct rq *rq_dest, *rq_src;
6697         int ret = 0, on_rq;
6698
6699         if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
6700                 return ret;
6701
6702         rq_src = cpu_rq(src_cpu);
6703         rq_dest = cpu_rq(dest_cpu);
6704
6705         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
6706         /* Already moved. */
6707         if (task_cpu(p) != src_cpu)
6708                 goto done;
6709         /* Affinity changed (again). */
6710         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
6711                 goto fail;
6712
6713         on_rq = p->se.on_rq;
6714         if (on_rq)
6715                 deactivate_task(rq_src, p, 0);
6716
6717         set_task_cpu(p, dest_cpu);
6718         if (on_rq) {
6719                 activate_task(rq_dest, p, 0);
6720                 check_preempt_curr(rq_dest, p, 0);
6721         }
6722 done:
6723         ret = 1;
6724 fail:
6725         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
6726         return ret;
6727 }
6728
6729 /*
6730  * migration_thread - this is a highprio system thread that performs
6731  * thread migration by bumping thread off CPU then 'pushing' onto
6732  * another runqueue.
6733  */
6734 static int migration_thread(void *data)
6735 {
6736         int cpu = (long)data;
6737         struct rq *rq;
6738
6739         rq = cpu_rq(cpu);
6740         BUG_ON(rq->migration_thread != current);
6741
6742         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6743         while (!kthread_should_stop()) {
6744                 struct migration_req *req;
6745                 struct list_head *head;
6746
6747                 spin_lock_irq(&rq->lock);
6748
6749                 if (cpu_is_offline(cpu)) {
6750                         spin_unlock_irq(&rq->lock);
6751                         goto wait_to_die;
6752                 }
6753
6754                 if (rq->active_balance) {
6755                         active_load_balance(rq, cpu);
6756                         rq->active_balance = 0;
6757                 }
6758
6759                 head = &rq->migration_queue;
6760
6761                 if (list_empty(head)) {
6762                         spin_unlock_irq(&rq->lock);
6763                         schedule();
6764                         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6765                         continue;
6766                 }
6767                 req = list_entry(head->next, struct migration_req, list);
6768                 list_del_init(head->next);
6769
6770                 spin_unlock(&rq->lock);
6771                 __migrate_task(req->task, cpu, req->dest_cpu);
6772                 local_irq_enable();
6773
6774                 complete(&req->done);
6775         }
6776         __set_current_state(TASK_RUNNING);
6777         return 0;
6778
6779 wait_to_die:
6780         /* Wait for kthread_stop */
6781         set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6782         while (!kthread_should_stop()) {
6783                 schedule();
6784                 set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
6785         }
6786         __set_current_state(TASK_RUNNING);
6787         return 0;
6788 }
6789
6790 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6791
6792 static int __migrate_task_irq(struct task_struct *p, int src_cpu, int dest_cpu)
6793 {
6794         int ret;
6795
6796         local_irq_disable();
6797         ret = __migrate_task(p, src_cpu, dest_cpu);
6798         local_irq_enable();
6799         return ret;
6800 }
6801
6802 /*
6803  * Figure out where task on dead CPU should go, use force if necessary.
6804  */
6805 static void move_task_off_dead_cpu(int dead_cpu, struct task_struct *p)
6806 {
6807         int dest_cpu;
6808         const struct cpumask *nodemask = cpumask_of_node(cpu_to_node(dead_cpu));
6809
6810 again:
6811         /* Look for allowed, online CPU in same node. */
6812         for_each_cpu_and(dest_cpu, nodemask, cpu_online_mask)
6813                 if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed))
6814                         goto move;
6815
6816         /* Any allowed, online CPU? */
6817         dest_cpu = cpumask_any_and(&p->cpus_allowed, cpu_online_mask);
6818         if (dest_cpu < nr_cpu_ids)
6819                 goto move;
6820
6821         /* No more Mr. Nice Guy. */
6822         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
6823                 cpuset_cpus_allowed_locked(p, &p->cpus_allowed);
6824                 dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_online_mask, &p->cpus_allowed);
6825
6826                 /*
6827                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
6828                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
6829                  * leave kernel.
6830                  */
6831                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
6832                         printk(KERN_INFO "process %d (%s) no "
6833                                "longer affine to cpu%d\n",
6834                                task_pid_nr(p), p->comm, dead_cpu);
6835                 }
6836         }
6837
6838 move:
6839         /* It can have affinity changed while we were choosing. */
6840         if (unlikely(!__migrate_task_irq(p, dead_cpu, dest_cpu)))
6841                 goto again;
6842 }
6843
6844 /*
6845  * While a dead CPU has no uninterruptible tasks queued at this point,
6846  * it might still have a nonzero ->nr_uninterruptible counter, because
6847  * for performance reasons the counter is not stricly tracking tasks to
6848  * their home CPUs. So we just add the counter to another CPU's counter,
6849  * to keep the global sum constant after CPU-down:
6850  */
6851 static void migrate_nr_uninterruptible(struct rq *rq_src)
6852 {
6853         struct rq *rq_dest = cpu_rq(cpumask_any(cpu_online_mask));
6854         unsigned long flags;
6855
6856         local_irq_save(flags);
6857         double_rq_lock(rq_src, rq_dest);
6858         rq_dest->nr_uninterruptible += rq_src->nr_uninterruptible;
6859         rq_src->nr_uninterruptible = 0;
6860         double_rq_unlock(rq_src, rq_dest);
6861         local_irq_restore(flags);
6862 }
6863
6864 /* Run through task list and migrate tasks from the dead cpu. */
6865 static void migrate_live_tasks(int src_cpu)
6866 {
6867         struct task_struct *p, *t;
6868
6869         read_lock(&tasklist_lock);
6870
6871         do_each_thread(t, p) {
6872                 if (p == current)
6873                         continue;
6874
6875                 if (task_cpu(p) == src_cpu)
6876                         move_task_off_dead_cpu(src_cpu, p);
6877         } while_each_thread(t, p);
6878
6879         read_unlock(&tasklist_lock);
6880 }
6881
6882 /*
6883  * Schedules idle task to be the next runnable task on current CPU.
6884  * It does so by boosting its priority to highest possible.
6885  * Used by CPU offline code.
6886  */
6887 void sched_idle_next(void)
6888 {
6889         int this_cpu = smp_processor_id();
6890         struct rq *rq = cpu_rq(this_cpu);
6891         struct task_struct *p = rq->idle;
6892         unsigned long flags;
6893
6894         /* cpu has to be offline */
6895         BUG_ON(cpu_online(this_cpu));
6896
6897         /*
6898          * Strictly not necessary since rest of the CPUs are stopped by now
6899          * and interrupts disabled on the current cpu.
6900          */
6901         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
6902
6903         __setscheduler(rq, p, SCHED_FIFO, MAX_RT_PRIO-1);
6904
6905         update_rq_clock(rq);
6906         activate_task(rq, p, 0);
6907
6908         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
6909 }
6910
6911 /*
6912  * Ensures that the idle task is using init_mm right before its cpu goes
6913  * offline.
6914  */
6915 void idle_task_exit(void)
6916 {
6917         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6918
6919         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6920
6921         if (mm != &init_mm)
6922                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6923         mmdrop(mm);
6924 }
6925
6926 /* called under rq->lock with disabled interrupts */
6927 static void migrate_dead(unsigned int dead_cpu, struct task_struct *p)
6928 {
6929         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
6930
6931         /* Must be exiting, otherwise would be on tasklist. */
6932         BUG_ON(!p->exit_state);
6933
6934         /* Cannot have done final schedule yet: would have vanished. */
6935         BUG_ON(p->state == TASK_DEAD);
6936
6937         get_task_struct(p);
6938
6939         /*
6940          * Drop lock around migration; if someone else moves it,
6941          * that's OK. No task can be added to this CPU, so iteration is
6942          * fine.
6943          */
6944         spin_unlock_irq(&rq->lock);
6945         move_task_off_dead_cpu(dead_cpu, p);
6946         spin_lock_irq(&rq->lock);
6947
6948         put_task_struct(p);
6949 }
6950
6951 /* release_task() removes task from tasklist, so we won't find dead tasks. */
6952 static void migrate_dead_tasks(unsigned int dead_cpu)
6953 {
6954         struct rq *rq = cpu_rq(dead_cpu);
6955         struct task_struct *next;
6956
6957         for ( ; ; ) {
6958                 if (!rq->nr_running)
6959                         break;
6960                 update_rq_clock(rq);
6961                 next = pick_next_task(rq);
6962                 if (!next)
6963                         break;
6964                 next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6965                 migrate_dead(dead_cpu, next);
6966
6967         }
6968 }
6969 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6970
6971 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
6972
6973 static struct ctl_table sd_ctl_dir[] = {
6974         {
6975                 .procname       = "sched_domain",
6976                 .mode           = 0555,
6977         },
6978         {0, },
6979 };
6980
6981 static struct ctl_table sd_ctl_root[] = {
6982         {
6983                 .ctl_name       = CTL_KERN,
6984                 .procname       = "kernel",
6985                 .mode           = 0555,
6986                 .child          = sd_ctl_dir,
6987         },
6988         {0, },
6989 };
6990
6991 static struct ctl_table *sd_alloc_ctl_entry(int n)
6992 {
6993         struct ctl_table *entry =
6994                 kcalloc(n, sizeof(struct ctl_table), GFP_KERNEL);
6995
6996         return entry;
6997 }
6998
6999 static void sd_free_ctl_entry(struct ctl_table **tablep)
7000 {
7001         struct ctl_table *entry;
7002
7003         /*
7004          * In the intermediate directories, both the child directory and
7005          * procname are dynamically allocated and could fail but the mode
7006          * will always be set. In the lowest directory the names are
7007          * static strings and all have proc handlers.
7008          */
7009         for (entry = *tablep; entry->mode; entry++) {
7010                 if (entry->child)
7011                         sd_free_ctl_entry(&entry->child);
7012                 if (entry->proc_handler == NULL)
7013                         kfree(entry->procname);
7014         }
7015
7016         kfree(*tablep);
7017         *tablep = NULL;
7018 }
7019
7020 static void
7021 set_table_entry(struct ctl_table *entry,
7022                 const char *procname, void *data, int maxlen,
7023                 mode_t mode, proc_handler *proc_handler)
7024 {
7025         entry->procname = procname;
7026         entry->data = data;
7027         entry->maxlen = maxlen;
7028         entry->mode = mode;
7029         entry->proc_handler = proc_handler;
7030 }
7031
7032 static struct ctl_table *
7033 sd_alloc_ctl_domain_table(struct sched_domain *sd)
7034 {
7035         struct ctl_table *table = sd_alloc_ctl_entry(13);
7036
7037         if (table == NULL)
7038                 return NULL;
7039
7040         set_table_entry(&table[0], "min_interval", &sd->min_interval,
7041                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
7042         set_table_entry(&table[1], "max_interval", &sd->max_interval,
7043                 sizeof(long), 0644, proc_doulongvec_minmax);
7044         set_table_entry(&table[2], "busy_idx", &sd->busy_idx,
7045                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
7046         set_table_entry(&table[3], "idle_idx", &sd->idle_idx,
7047                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
7048         set_table_entry(&table[4], "newidle_idx", &sd->newidle_idx,
7049                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
7050         set_table_entry(&table[5], "wake_idx", &sd->wake_idx,
7051                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
7052         set_table_entry(&table[6], "forkexec_idx", &sd->forkexec_idx,
7053                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
7054         set_table_entry(&table[7], "busy_factor", &sd->busy_factor,
7055                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
7056         set_table_entry(&table[8], "imbalance_pct", &sd->imbalance_pct,
7057                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
7058         set_table_entry(&table[9], "cache_nice_tries",
7059                 &sd->cache_nice_tries,
7060                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
7061         set_table_entry(&table[10], "flags", &sd->flags,
7062                 sizeof(int), 0644, proc_dointvec_minmax);
7063         set_table_entry(&table[11], "name", sd->name,
7064                 CORENAME_MAX_SIZE, 0444, proc_dostring);
7065         /* &table[12] is terminator */
7066
7067         return table;
7068 }
7069
7070 static ctl_table *sd_alloc_ctl_cpu_table(int cpu)
7071 {
7072         struct ctl_table *entry, *table;
7073         struct sched_domain *sd;
7074         int domain_num = 0, i;
7075         char buf[32];
7076
7077         for_each_domain(cpu, sd)
7078                 domain_num++;
7079         entry = table = sd_alloc_ctl_entry(domain_num + 1);
7080         if (table == NULL)
7081                 return NULL;
7082
7083         i = 0;
7084         for_each_domain(cpu, sd) {
7085                 snprintf(buf, 32, "domain%d", i);
7086                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
7087                 entry->mode = 0555;
7088                 entry->child = sd_alloc_ctl_domain_table(sd);
7089                 entry++;
7090                 i++;
7091         }
7092         return table;
7093 }
7094
7095 static struct ctl_table_header *sd_sysctl_header;
7096 static void register_sched_domain_sysctl(void)
7097 {
7098         int i, cpu_num = num_online_cpus();
7099         struct ctl_table *entry = sd_alloc_ctl_entry(cpu_num + 1);
7100         char buf[32];
7101
7102         WARN_ON(sd_ctl_dir[0].child);
7103         sd_ctl_dir[0].child = entry;
7104
7105         if (entry == NULL)
7106                 return;
7107
7108         for_each_online_cpu(i) {
7109                 snprintf(buf, 32, "cpu%d", i);
7110                 entry->procname = kstrdup(buf, GFP_KERNEL);
7111                 entry->mode = 0555;
7112                 entry->child = sd_alloc_ctl_cpu_table(i);
7113                 entry++;
7114         }
7115
7116         WARN_ON(sd_sysctl_header);
7117         sd_sysctl_header = register_sysctl_table(sd_ctl_root);
7118 }
7119
7120 /* may be called multiple times per register */
7121 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
7122 {
7123         if (sd_sysctl_header)
7124                 unregister_sysctl_table(sd_sysctl_header);
7125         sd_sysctl_header = NULL;
7126         if (sd_ctl_dir[0].child)
7127                 sd_free_ctl_entry(&sd_ctl_dir[0].child);
7128 }
7129 #else
7130 static void register_sched_domain_sysctl(void)
7131 {
7132 }
7133 static void unregister_sched_domain_sysctl(void)
7134 {
7135 }
7136 #endif
7137
7138 static void set_rq_online(struct rq *rq)
7139 {
7140         if (!rq->online) {
7141                 const struct sched_class *class;
7142
7143                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
7144                 rq->online = 1;
7145
7146                 for_each_class(class) {
7147                         if (class->rq_online)
7148                                 class->rq_online(rq);
7149                 }
7150         }
7151 }
7152
7153 static void set_rq_offline(struct rq *rq)
7154 {
7155         if (rq->online) {
7156                 const struct sched_class *class;
7157
7158                 for_each_class(class) {
7159                         if (class->rq_offline)
7160                                 class->rq_offline(rq);
7161                 }
7162
7163                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
7164                 rq->online = 0;
7165         }
7166 }
7167
7168 /*
7169  * migration_call - callback that gets triggered when a CPU is added.
7170  * Here we can start up the necessary migration thread for the new CPU.
7171  */
7172 static int __cpuinit
7173 migration_call(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
7174 {
7175         struct task_struct *p;
7176         int cpu = (long)hcpu;
7177         unsigned long flags;
7178         struct rq *rq;
7179
7180         switch (action) {
7181
7182         case CPU_UP_PREPARE:
7183         case CPU_UP_PREPARE_FROZEN:
7184                 p = kthread_create(migration_thread, hcpu, "migration/%d", cpu);
7185                 if (IS_ERR(p))
7186                         return NOTIFY_BAD;
7187                 kthread_bind(p, cpu);
7188                 /* Must be high prio: stop_machine expects to yield to it. */
7189                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
7190                 __setscheduler(rq, p, SCHED_FIFO, MAX_RT_PRIO-1);
7191                 task_rq_unlock(rq, &flags);
7192                 cpu_rq(cpu)->migration_thread = p;
7193                 break;
7194
7195         case CPU_ONLINE:
7196         case CPU_ONLINE_FROZEN:
7197                 /* Strictly unnecessary, as first user will wake it. */
7198                 wake_up_process(cpu_rq(cpu)->migration_thread);
7199
7200                 /* Update our root-domain */
7201                 rq = cpu_rq(cpu);
7202                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7203                 if (rq->rd) {
7204                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7205
7206                         set_rq_online(rq);
7207                 }
7208                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7209                 break;
7210
7211 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
7212         case CPU_UP_CANCELED:
7213         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
7214                 if (!cpu_rq(cpu)->migration_thread)
7215                         break;
7216                 /* Unbind it from offline cpu so it can run. Fall thru. */
7217                 kthread_bind(cpu_rq(cpu)->migration_thread,
7218                              cpumask_any(cpu_online_mask));
7219                 kthread_stop(cpu_rq(cpu)->migration_thread);
7220                 cpu_rq(cpu)->migration_thread = NULL;
7221                 break;
7222
7223         case CPU_DEAD:
7224         case CPU_DEAD_FROZEN:
7225                 cpuset_lock(); /* around calls to cpuset_cpus_allowed_lock() */
7226                 migrate_live_tasks(cpu);
7227                 rq = cpu_rq(cpu);
7228                 kthread_stop(rq->migration_thread);
7229                 rq->migration_thread = NULL;
7230                 /* Idle task back to normal (off runqueue, low prio) */
7231                 spin_lock_irq(&rq->lock);
7232                 update_rq_clock(rq);
7233                 deactivate_task(rq, rq->idle, 0);
7234                 rq->idle->static_prio = MAX_PRIO;
7235                 __setscheduler(rq, rq->idle, SCHED_NORMAL, 0);
7236                 rq->idle->sched_class = &idle_sched_class;
7237                 migrate_dead_tasks(cpu);
7238                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
7239                 cpuset_unlock();
7240                 migrate_nr_uninterruptible(rq);
7241                 BUG_ON(rq->nr_running != 0);
7242
7243                 /*
7244                  * No need to migrate the tasks: it was best-effort if
7245                  * they didn't take sched_hotcpu_mutex. Just wake up
7246                  * the requestors.
7247                  */
7248                 spin_lock_irq(&rq->lock);
7249                 while (!list_empty(&rq->migration_queue)) {
7250                         struct migration_req *req;
7251
7252                         req = list_entry(rq->migration_queue.next,
7253                                          struct migration_req, list);
7254                         list_del_init(&req->list);
7255                         spin_unlock_irq(&rq->lock);
7256                         complete(&req->done);
7257                         spin_lock_irq(&rq->lock);
7258                 }
7259                 spin_unlock_irq(&rq->lock);
7260                 break;
7261
7262         case CPU_DYING:
7263         case CPU_DYING_FROZEN:
7264                 /* Update our root-domain */
7265                 rq = cpu_rq(cpu);
7266                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7267                 if (rq->rd) {
7268                         BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
7269                         set_rq_offline(rq);
7270                 }
7271                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7272                 break;
7273 #endif
7274         }
7275         return NOTIFY_OK;
7276 }
7277
7278 /* Register at highest priority so that task migration (migrate_all_tasks)
7279  * happens before everything else.
7280  */
7281 static struct notifier_block __cpuinitdata migration_notifier = {
7282         .notifier_call = migration_call,
7283         .priority = 10
7284 };
7285
7286 static int __init migration_init(void)
7287 {
7288         void *cpu = (void *)(long)smp_processor_id();
7289         int err;
7290
7291         /* Start one for the boot CPU: */
7292         err = migration_call(&migration_notifier, CPU_UP_PREPARE, cpu);
7293         BUG_ON(err == NOTIFY_BAD);
7294         migration_call(&migration_notifier, CPU_ONLINE, cpu);
7295         register_cpu_notifier(&migration_notifier);
7296
7297         return err;
7298 }
7299 early_initcall(migration_init);
7300 #endif
7301
7302 #ifdef CONFIG_SMP
7303
7304 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7305
7306 static int sched_domain_debug_one(struct sched_domain *sd, int cpu, int level,
7307                                   struct cpumask *groupmask)
7308 {
7309         struct sched_group *group = sd->groups;
7310         char str[256];
7311
7312         cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_domain_span(sd));
7313         cpumask_clear(groupmask);
7314
7315         printk(KERN_DEBUG "%*s domain %d: ", level, "", level);
7316
7317         if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE)) {
7318                 printk("does not load-balance\n");
7319                 if (sd->parent)
7320                         printk(KERN_ERR "ERROR: !SD_LOAD_BALANCE domain"
7321                                         " has parent");
7322                 return -1;
7323         }
7324
7325         printk(KERN_CONT "span %s level %s\n", str, sd->name);
7326
7327         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
7328                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->span does not contain "
7329                                 "CPU%d\n", cpu);
7330         }
7331         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_group_cpus(group))) {
7332                 printk(KERN_ERR "ERROR: domain->groups does not contain"
7333                                 " CPU%d\n", cpu);
7334         }
7335
7336         printk(KERN_DEBUG "%*s groups:", level + 1, "");
7337         do {
7338                 if (!group) {
7339                         printk("\n");
7340                         printk(KERN_ERR "ERROR: group is NULL\n");
7341                         break;
7342                 }
7343
7344                 if (!group->__cpu_power) {
7345                         printk(KERN_CONT "\n");
7346                         printk(KERN_ERR "ERROR: domain->cpu_power not "
7347                                         "set\n");
7348                         break;
7349                 }
7350
7351                 if (!cpumask_weight(sched_group_cpus(group))) {
7352                         printk(KERN_CONT "\n");
7353                         printk(KERN_ERR "ERROR: empty group\n");
7354                         break;
7355                 }
7356
7357                 if (cpumask_intersects(groupmask, sched_group_cpus(group))) {
7358                         printk(KERN_CONT "\n");
7359                         printk(KERN_ERR "ERROR: repeated CPUs\n");
7360                         break;
7361                 }
7362
7363                 cpumask_or(groupmask, groupmask, sched_group_cpus(group));
7364
7365                 cpulist_scnprintf(str, sizeof(str), sched_group_cpus(group));
7366                 printk(KERN_CONT " %s (__cpu_power = %d)", str,
7367                                                 group->__cpu_power);
7368
7369                 group = group->next;
7370         } while (group != sd->groups);
7371         printk(KERN_CONT "\n");
7372
7373         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), groupmask))
7374                 printk(KERN_ERR "ERROR: groups don't span domain->span\n");
7375
7376         if (sd->parent &&
7377             !cpumask_subset(groupmask, sched_domain_span(sd->parent)))
7378                 printk(KERN_ERR "ERROR: parent span is not a superset "
7379                         "of domain->span\n");
7380         return 0;
7381 }
7382
7383 static void sched_domain_debug(struct sched_domain *sd, int cpu)
7384 {
7385         cpumask_var_t groupmask;
7386         int level = 0;
7387
7388         if (!sd) {
7389                 printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching NULL sched-domain.\n", cpu);
7390                 return;
7391         }
7392
7393         printk(KERN_DEBUG "CPU%d attaching sched-domain:\n", cpu);
7394
7395         if (!alloc_cpumask_var(&groupmask, GFP_KERNEL)) {
7396                 printk(KERN_DEBUG "Cannot load-balance (out of memory)\n");
7397                 return;
7398         }
7399
7400         for (;;) {
7401                 if (sched_domain_debug_one(sd, cpu, level, groupmask))
7402                         break;
7403                 level++;
7404                 sd = sd->parent;
7405                 if (!sd)
7406                         break;
7407         }
7408         free_cpumask_var(groupmask);
7409 }
7410 #else /* !CONFIG_SCHED_DEBUG */
7411 # define sched_domain_debug(sd, cpu) do { } while (0)
7412 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
7413
7414 static int sd_degenerate(struct sched_domain *sd)
7415 {
7416         if (cpumask_weight(sched_domain_span(sd)) == 1)
7417                 return 1;
7418
7419         /* Following flags need at least 2 groups */
7420         if (sd->flags & (SD_LOAD_BALANCE |
7421                          SD_BALANCE_NEWIDLE |
7422                          SD_BALANCE_FORK |
7423                          SD_BALANCE_EXEC |
7424                          SD_SHARE_CPUPOWER |
7425                          SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
7426                 if (sd->groups != sd->groups->next)
7427                         return 0;
7428         }
7429
7430         /* Following flags don't use groups */
7431         if (sd->flags & (SD_WAKE_IDLE |
7432                          SD_WAKE_AFFINE |
7433                          SD_WAKE_BALANCE))
7434                 return 0;
7435
7436         return 1;
7437 }
7438
7439 static int
7440 sd_parent_degenerate(struct sched_domain *sd, struct sched_domain *parent)
7441 {
7442         unsigned long cflags = sd->flags, pflags = parent->flags;
7443
7444         if (sd_degenerate(parent))
7445                 return 1;
7446
7447         if (!cpumask_equal(sched_domain_span(sd), sched_domain_span(parent)))
7448                 return 0;
7449
7450         /* Does parent contain flags not in child? */
7451         /* WAKE_BALANCE is a subset of WAKE_AFFINE */
7452         if (cflags & SD_WAKE_AFFINE)
7453                 pflags &= ~SD_WAKE_BALANCE;
7454         /* Flags needing groups don't count if only 1 group in parent */
7455         if (parent->groups == parent->groups->next) {
7456                 pflags &= ~(SD_LOAD_BALANCE |
7457                                 SD_BALANCE_NEWIDLE |
7458                                 SD_BALANCE_FORK |
7459                                 SD_BALANCE_EXEC |
7460                                 SD_SHARE_CPUPOWER |
7461                                 SD_SHARE_PKG_RESOURCES);
7462                 if (nr_node_ids == 1)
7463                         pflags &= ~SD_SERIALIZE;
7464         }
7465         if (~cflags & pflags)
7466                 return 0;
7467
7468         return 1;
7469 }
7470
7471 static void free_rootdomain(struct root_domain *rd)
7472 {
7473         cpupri_cleanup(&rd->cpupri);
7474
7475         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
7476         free_cpumask_var(rd->online);
7477         free_cpumask_var(rd->span);
7478         kfree(rd);
7479 }
7480
7481 static void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd)
7482 {
7483         struct root_domain *old_rd = NULL;
7484         unsigned long flags;
7485
7486         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
7487
7488         if (rq->rd) {
7489                 old_rd = rq->rd;
7490
7491                 if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, old_rd->online))
7492                         set_rq_offline(rq);
7493
7494                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, old_rd->span);
7495
7496                 /*
7497                  * If we dont want to free the old_rt yet then
7498                  * set old_rd to NULL to skip the freeing later
7499                  * in this function:
7500                  */
7501                 if (!atomic_dec_and_test(&old_rd->refcount))
7502                         old_rd = NULL;
7503         }
7504
7505         atomic_inc(&rd->refcount);
7506         rq->rd = rd;
7507
7508         cpumask_set_cpu(rq->cpu, rd->span);
7509         if (cpumask_test_cpu(rq->cpu, cpu_online_mask))
7510                 set_rq_online(rq);
7511
7512         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
7513
7514         if (old_rd)
7515                 free_rootdomain(old_rd);
7516 }
7517
7518 static int __init_refok init_rootdomain(struct root_domain *rd, bool bootmem)
7519 {
7520         memset(rd, 0, sizeof(*rd));
7521
7522         if (bootmem) {
7523                 alloc_bootmem_cpumask_var(&def_root_domain.span);
7524                 alloc_bootmem_cpumask_var(&def_root_domain.online);
7525                 alloc_bootmem_cpumask_var(&def_root_domain.rto_mask);
7526                 cpupri_init(&rd->cpupri, true);
7527                 return 0;
7528         }
7529
7530         if (!alloc_cpumask_var(&rd->span, GFP_KERNEL))
7531                 goto out;
7532         if (!alloc_cpumask_var(&rd->online, GFP_KERNEL))
7533                 goto free_span;
7534         if (!alloc_cpumask_var(&rd->rto_mask, GFP_KERNEL))
7535                 goto free_online;
7536
7537         if (cpupri_init(&rd->cpupri, false) != 0)
7538                 goto free_rto_mask;
7539         return 0;
7540
7541 free_rto_mask:
7542         free_cpumask_var(rd->rto_mask);
7543 free_online:
7544         free_cpumask_var(rd->online);
7545 free_span:
7546         free_cpumask_var(rd->span);
7547 out:
7548         return -ENOMEM;
7549 }
7550
7551 static void init_defrootdomain(void)
7552 {
7553         init_rootdomain(&def_root_domain, true);
7554
7555         atomic_set(&def_root_domain.refcount, 1);
7556 }
7557
7558 static struct root_domain *alloc_rootdomain(void)
7559 {
7560         struct root_domain *rd;
7561
7562         rd = kmalloc(sizeof(*rd), GFP_KERNEL);
7563         if (!rd)
7564                 return NULL;
7565
7566         if (init_rootdomain(rd, false) != 0) {
7567                 kfree(rd);
7568                 return NULL;
7569         }
7570
7571         return rd;
7572 }
7573
7574 /*
7575  * Attach the domain 'sd' to 'cpu' as its base domain. Callers must
7576  * hold the hotplug lock.
7577  */
7578 static void
7579 cpu_attach_domain(struct sched_domain *sd, struct root_domain *rd, int cpu)
7580 {
7581         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7582         struct sched_domain *tmp;
7583
7584         /* Remove the sched domains which do not contribute to scheduling. */
7585         for (tmp = sd; tmp; ) {
7586                 struct sched_domain *parent = tmp->parent;
7587                 if (!parent)
7588                         break;
7589
7590                 if (sd_parent_degenerate(tmp, parent)) {
7591                         tmp->parent = parent->parent;
7592                         if (parent->parent)
7593                                 parent->parent->child = tmp;
7594                 } else
7595                         tmp = tmp->parent;
7596         }
7597
7598         if (sd && sd_degenerate(sd)) {
7599                 sd = sd->parent;
7600                 if (sd)
7601                         sd->child = NULL;
7602         }
7603
7604         sched_domain_debug(sd, cpu);
7605
7606         rq_attach_root(rq, rd);
7607         rcu_assign_pointer(rq->sd, sd);
7608 }
7609
7610 /* cpus with isolated domains */
7611 static cpumask_var_t cpu_isolated_map;
7612
7613 /* Setup the mask of cpus configured for isolated domains */
7614 static int __init isolated_cpu_setup(char *str)
7615 {
7616         cpulist_parse(str, cpu_isolated_map);
7617         return 1;
7618 }
7619
7620 __setup("isolcpus=", isolated_cpu_setup);
7621
7622 /*
7623  * init_sched_build_groups takes the cpumask we wish to span, and a pointer
7624  * to a function which identifies what group(along with sched group) a CPU
7625  * belongs to. The return value of group_fn must be a >= 0 and < nr_cpu_ids
7626  * (due to the fact that we keep track of groups covered with a struct cpumask).
7627  *
7628  * init_sched_build_groups will build a circular linked list of the groups
7629  * covered by the given span, and will set each group's ->cpumask correctly,
7630  * and ->cpu_power to 0.
7631  */
7632 static void
7633 init_sched_build_groups(const struct cpumask *span,
7634                         const struct cpumask *cpu_map,
7635                         int (*group_fn)(int cpu, const struct cpumask *cpu_map,
7636                                         struct sched_group **sg,
7637                                         struct cpumask *tmpmask),
7638                         struct cpumask *covered, struct cpumask *tmpmask)
7639 {
7640         struct sched_group *first = NULL, *last = NULL;
7641         int i;
7642
7643         cpumask_clear(covered);
7644
7645         for_each_cpu(i, span) {
7646                 struct sched_group *sg;
7647                 int group = group_fn(i, cpu_map, &sg, tmpmask);
7648                 int j;
7649
7650                 if (cpumask_test_cpu(i, covered))
7651                         continue;
7652
7653                 cpumask_clear(sched_group_cpus(sg));
7654                 sg->__cpu_power = 0;
7655
7656                 for_each_cpu(j, span) {
7657                         if (group_fn(j, cpu_map, NULL, tmpmask) != group)
7658                                 continue;
7659
7660                         cpumask_set_cpu(j, covered);
7661                         cpumask_set_cpu(j, sched_group_cpus(sg));
7662                 }
7663                 if (!first)
7664                         first = sg;
7665                 if (last)
7666                         last->next = sg;
7667                 last = sg;
7668         }
7669         last->next = first;
7670 }
7671
7672 #define SD_NODES_PER_DOMAIN 16
7673
7674 #ifdef CONFIG_NUMA
7675
7676 /**
7677  * find_next_best_node - find the next node to include in a sched_domain
7678  * @node: node whose sched_domain we're building
7679  * @used_nodes: nodes already in the sched_domain
7680  *
7681  * Find the next node to include in a given scheduling domain. Simply
7682  * finds the closest node not already in the @used_nodes map.
7683  *
7684  * Should use nodemask_t.
7685  */
7686 static int find_next_best_node(int node, nodemask_t *used_nodes)
7687 {
7688         int i, n, val, min_val, best_node = 0;
7689
7690         min_val = INT_MAX;
7691
7692         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
7693                 /* Start at @node */
7694                 n = (node + i) % nr_node_ids;
7695
7696                 if (!nr_cpus_node(n))
7697                         continue;
7698
7699                 /* Skip already used nodes */
7700                 if (node_isset(n, *used_nodes))
7701                         continue;
7702
7703                 /* Simple min distance search */
7704                 val = node_distance(node, n);
7705
7706                 if (val < min_val) {
7707                         min_val = val;
7708                         best_node = n;
7709                 }
7710         }
7711
7712         node_set(best_node, *used_nodes);
7713         return best_node;
7714 }
7715
7716 /**
7717  * sched_domain_node_span - get a cpumask for a node's sched_domain
7718  * @node: node whose cpumask we're constructing
7719  * @span: resulting cpumask
7720  *
7721  * Given a node, construct a good cpumask for its sched_domain to span. It
7722  * should be one that prevents unnecessary balancing, but also spreads tasks
7723  * out optimally.
7724  */
7725 static void sched_domain_node_span(int node, struct cpumask *span)
7726 {
7727         nodemask_t used_nodes;
7728         int i;
7729
7730         cpumask_clear(span);
7731         nodes_clear(used_nodes);
7732
7733         cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(node));
7734         node_set(node, used_nodes);
7735
7736         for (i = 1; i < SD_NODES_PER_DOMAIN; i++) {
7737                 int next_node = find_next_best_node(node, &used_nodes);
7738
7739                 cpumask_or(span, span, cpumask_of_node(next_node));
7740         }
7741 }
7742 #endif /* CONFIG_NUMA */
7743
7744 int sched_smt_power_savings = 0, sched_mc_power_savings = 0;
7745
7746 /*
7747  * The cpus mask in sched_group and sched_domain hangs off the end.
7748  * FIXME: use cpumask_var_t or dynamic percpu alloc to avoid wasting space
7749  * for nr_cpu_ids < CONFIG_NR_CPUS.
7750  */
7751 struct static_sched_group {
7752         struct sched_group sg;
7753         DECLARE_BITMAP(cpus, CONFIG_NR_CPUS);
7754 };
7755
7756 struct static_sched_domain {
7757         struct sched_domain sd;
7758         DECLARE_BITMAP(span, CONFIG_NR_CPUS);
7759 };
7760
7761 /*
7762  * SMT sched-domains:
7763  */
7764 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
7765 static DEFINE_PER_CPU(struct static_sched_domain, cpu_domains);
7766 static DEFINE_PER_CPU(struct static_sched_group, sched_group_cpus);
7767
7768 static int
7769 cpu_to_cpu_group(int cpu, const struct cpumask *cpu_map,
7770                  struct sched_group **sg, struct cpumask *unused)
7771 {
7772         if (sg)
7773                 *sg = &per_cpu(sched_group_cpus, cpu).sg;
7774         return cpu;
7775 }
7776 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
7777
7778 /*
7779  * multi-core sched-domains:
7780  */
7781 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
7782 static DEFINE_PER_CPU(struct static_sched_domain, core_domains);
7783 static DEFINE_PER_CPU(struct static_sched_group, sched_group_core);
7784 #endif /* CONFIG_SCHED_MC */
7785
7786 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) && defined(CONFIG_SCHED_SMT)
7787 static int
7788 cpu_to_core_group(int cpu, const struct cpumask *cpu_map,
7789                   struct sched_group **sg, struct cpumask *mask)
7790 {
7791         int group;
7792
7793         cpumask_and(mask, topology_thread_cpumask(cpu), cpu_map);
7794         group = cpumask_first(mask);
7795         if (sg)
7796                 *sg = &per_cpu(sched_group_core, group).sg;
7797         return group;
7798 }
7799 #elif defined(CONFIG_SCHED_MC)
7800 static int
7801 cpu_to_core_group(int cpu, const struct cpumask *cpu_map,
7802                   struct sched_group **sg, struct cpumask *unused)
7803 {
7804         if (sg)
7805                 *sg = &per_cpu(sched_group_core, cpu).sg;
7806         return cpu;
7807 }
7808 #endif
7809
7810 static DEFINE_PER_CPU(struct static_sched_domain, phys_domains);
7811 static DEFINE_PER_CPU(struct static_sched_group, sched_group_phys);
7812
7813 static int
7814 cpu_to_phys_group(int cpu, const struct cpumask *cpu_map,
7815                   struct sched_group **sg, struct cpumask *mask)
7816 {
7817         int group;
7818 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
7819         cpumask_and(mask, cpu_coregroup_mask(cpu), cpu_map);
7820         group = cpumask_first(mask);
7821 #elif defined(CONFIG_SCHED_SMT)
7822         cpumask_and(mask, topology_thread_cpumask(cpu), cpu_map);
7823         group = cpumask_first(mask);
7824 #else
7825         group = cpu;
7826 #endif
7827         if (sg)
7828                 *sg = &per_cpu(sched_group_phys, group).sg;
7829         return group;
7830 }
7831
7832 #ifdef CONFIG_NUMA
7833 /*
7834  * The init_sched_build_groups can't handle what we want to do with node
7835  * groups, so roll our own. Now each node has its own list of groups which
7836  * gets dynamically allocated.
7837  */
7838 static DEFINE_PER_CPU(struct static_sched_domain, node_domains);
7839 static struct sched_group ***sched_group_nodes_bycpu;
7840
7841 static DEFINE_PER_CPU(struct static_sched_domain, allnodes_domains);
7842 static DEFINE_PER_CPU(struct static_sched_group, sched_group_allnodes);
7843
7844 static int cpu_to_allnodes_group(int cpu, const struct cpumask *cpu_map,
7845                                  struct sched_group **sg,
7846                                  struct cpumask *nodemask)
7847 {
7848         int group;
7849
7850         cpumask_and(nodemask, cpumask_of_node(cpu_to_node(cpu)), cpu_map);
7851         group = cpumask_first(nodemask);
7852
7853         if (sg)
7854                 *sg = &per_cpu(sched_group_allnodes, group).sg;
7855         return group;
7856 }
7857
7858 static void init_numa_sched_groups_power(struct sched_group *group_head)
7859 {
7860         struct sched_group *sg = group_head;
7861         int j;
7862
7863         if (!sg)
7864                 return;
7865         do {
7866                 for_each_cpu(j, sched_group_cpus(sg)) {
7867                         struct sched_domain *sd;
7868
7869                         sd = &per_cpu(phys_domains, j).sd;
7870                         if (j != cpumask_first(sched_group_cpus(sd->groups))) {
7871                                 /*
7872                                  * Only add "power" once for each
7873                                  * physical package.
7874                                  */
7875                                 continue;
7876                         }
7877
7878                         sg_inc_cpu_power(sg, sd->groups->__cpu_power);
7879                 }
7880                 sg = sg->next;
7881         } while (sg != group_head);
7882 }
7883 #endif /* CONFIG_NUMA */
7884
7885 #ifdef CONFIG_NUMA
7886 /* Free memory allocated for various sched_group structures */
7887 static void free_sched_groups(const struct cpumask *cpu_map,
7888                               struct cpumask *nodemask)
7889 {
7890         int cpu, i;
7891
7892         for_each_cpu(cpu, cpu_map) {
7893                 struct sched_group **sched_group_nodes
7894                         = sched_group_nodes_bycpu[cpu];
7895
7896                 if (!sched_group_nodes)
7897                         continue;
7898
7899                 for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
7900                         struct sched_group *oldsg, *sg = sched_group_nodes[i];
7901
7902                         cpumask_and(nodemask, cpumask_of_node(i), cpu_map);
7903                         if (cpumask_empty(nodemask))
7904                                 continue;
7905
7906                         if (sg == NULL)
7907                                 continue;
7908                         sg = sg->next;
7909 next_sg:
7910                         oldsg = sg;
7911                         sg = sg->next;
7912                         kfree(oldsg);
7913                         if (oldsg != sched_group_nodes[i])
7914                                 goto next_sg;
7915                 }
7916                 kfree(sched_group_nodes);
7917                 sched_group_nodes_bycpu[cpu] = NULL;
7918         }
7919 }
7920 #else /* !CONFIG_NUMA */
7921 static void free_sched_groups(const struct cpumask *cpu_map,
7922                               struct cpumask *nodemask)
7923 {
7924 }
7925 #endif /* CONFIG_NUMA */
7926
7927 /*
7928  * Initialize sched groups cpu_power.
7929  *
7930  * cpu_power indicates the capacity of sched group, which is used while
7931  * distributing the load between different sched groups in a sched domain.
7932  * Typically cpu_power for all the groups in a sched domain will be same unless
7933  * there are asymmetries in the topology. If there are asymmetries, group
7934  * having more cpu_power will pickup more load compared to the group having
7935  * less cpu_power.
7936  *
7937  * cpu_power will be a multiple of SCHED_LOAD_SCALE. This multiple represents
7938  * the maximum number of tasks a group can handle in the presence of other idle
7939  * or lightly loaded groups in the same sched domain.
7940  */
7941 static void init_sched_groups_power(int cpu, struct sched_domain *sd)
7942 {
7943         struct sched_domain *child;
7944         struct sched_group *group;
7945
7946         WARN_ON(!sd || !sd->groups);
7947
7948         if (cpu != cpumask_first(sched_group_cpus(sd->groups)))
7949                 return;
7950
7951         child = sd->child;
7952
7953         sd->groups->__cpu_power = 0;
7954
7955         /*
7956          * For perf policy, if the groups in child domain share resources
7957          * (for example cores sharing some portions of the cache hierarchy
7958          * or SMT), then set this domain groups cpu_power such that each group
7959          * can handle only one task, when there are other idle groups in the
7960          * same sched domain.
7961          */
7962         if (!child || (!(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE) &&
7963                        (child->flags &
7964                         (SD_SHARE_CPUPOWER | SD_SHARE_PKG_RESOURCES)))) {
7965                 sg_inc_cpu_power(sd->groups, SCHED_LOAD_SCALE);
7966                 return;
7967         }
7968
7969         /*
7970          * add cpu_power of each child group to this groups cpu_power
7971          */
7972         group = child->groups;
7973         do {
7974                 sg_inc_cpu_power(sd->groups, group->__cpu_power);
7975                 group = group->next;
7976         } while (group != child->groups);
7977 }
7978
7979 /*
7980  * Initializers for schedule domains
7981  * Non-inlined to reduce accumulated stack pressure in build_sched_domains()
7982  */
7983
7984 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
7985 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         sd->name = #type
7986 #else
7987 # define SD_INIT_NAME(sd, type)         do { } while (0)
7988 #endif
7989
7990 #define SD_INIT(sd, type)       sd_init_##type(sd)
7991
7992 #define SD_INIT_FUNC(type)      \
7993 static noinline void sd_init_##type(struct sched_domain *sd)    \
7994 {                                                               \
7995         memset(sd, 0, sizeof(*sd));                             \
7996         *sd = SD_##type##_INIT;                                 \
7997         sd->level = SD_LV_##type;                               \
7998         SD_INIT_NAME(sd, type);                                 \
7999 }
8000
8001 SD_INIT_FUNC(CPU)
8002 #ifdef CONFIG_NUMA
8003  SD_INIT_FUNC(ALLNODES)
8004  SD_INIT_FUNC(NODE)
8005 #endif
8006 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8007  SD_INIT_FUNC(SIBLING)
8008 #endif
8009 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
8010  SD_INIT_FUNC(MC)
8011 #endif
8012
8013 static int default_relax_domain_level = -1;
8014
8015 static int __init setup_relax_domain_level(char *str)
8016 {
8017         unsigned long val;
8018
8019         val = simple_strtoul(str, NULL, 0);
8020         if (val < SD_LV_MAX)
8021                 default_relax_domain_level = val;
8022
8023         return 1;
8024 }
8025 __setup("relax_domain_level=", setup_relax_domain_level);
8026
8027 static void set_domain_attribute(struct sched_domain *sd,
8028                                  struct sched_domain_attr *attr)
8029 {
8030         int request;
8031
8032         if (!attr || attr->relax_domain_level < 0) {
8033                 if (default_relax_domain_level < 0)
8034                         return;
8035                 else
8036                         request = default_relax_domain_level;
8037         } else
8038                 request = attr->relax_domain_level;
8039         if (request < sd->level) {
8040                 /* turn off idle balance on this domain */
8041                 sd->flags &= ~(SD_WAKE_IDLE|SD_BALANCE_NEWIDLE);
8042         } else {
8043                 /* turn on idle balance on this domain */
8044                 sd->flags |= (SD_WAKE_IDLE_FAR|SD_BALANCE_NEWIDLE);
8045         }
8046 }
8047
8048 /*
8049  * Build sched domains for a given set of cpus and attach the sched domains
8050  * to the individual cpus
8051  */
8052 static int __build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
8053                                  struct sched_domain_attr *attr)
8054 {
8055         int i, err = -ENOMEM;
8056         struct root_domain *rd;
8057         cpumask_var_t nodemask, this_sibling_map, this_core_map, send_covered,
8058                 tmpmask;
8059 #ifdef CONFIG_NUMA
8060         cpumask_var_t domainspan, covered, notcovered;
8061         struct sched_group **sched_group_nodes = NULL;
8062         int sd_allnodes = 0;
8063
8064         if (!alloc_cpumask_var(&domainspan, GFP_KERNEL))
8065                 goto out;
8066         if (!alloc_cpumask_var(&covered, GFP_KERNEL))
8067                 goto free_domainspan;
8068         if (!alloc_cpumask_var(&notcovered, GFP_KERNEL))
8069                 goto free_covered;
8070 #endif
8071
8072         if (!alloc_cpumask_var(&nodemask, GFP_KERNEL))
8073                 goto free_notcovered;
8074         if (!alloc_cpumask_var(&this_sibling_map, GFP_KERNEL))
8075                 goto free_nodemask;
8076         if (!alloc_cpumask_var(&this_core_map, GFP_KERNEL))
8077                 goto free_this_sibling_map;
8078         if (!alloc_cpumask_var(&send_covered, GFP_KERNEL))
8079                 goto free_this_core_map;
8080         if (!alloc_cpumask_var(&tmpmask, GFP_KERNEL))
8081                 goto free_send_covered;
8082
8083 #ifdef CONFIG_NUMA
8084         /*
8085          * Allocate the per-node list of sched groups
8086          */
8087         sched_group_nodes = kcalloc(nr_node_ids, sizeof(struct sched_group *),
8088                                     GFP_KERNEL);
8089         if (!sched_group_nodes) {
8090                 printk(KERN_WARNING "Can not alloc sched group node list\n");
8091                 goto free_tmpmask;
8092         }
8093 #endif
8094
8095         rd = alloc_rootdomain();
8096         if (!rd) {
8097                 printk(KERN_WARNING "Cannot alloc root domain\n");
8098                 goto free_sched_groups;
8099         }
8100
8101 #ifdef CONFIG_NUMA
8102         sched_group_nodes_bycpu[cpumask_first(cpu_map)] = sched_group_nodes;
8103 #endif
8104
8105         /*
8106          * Set up domains for cpus specified by the cpu_map.
8107          */
8108         for_each_cpu(i, cpu_map) {
8109                 struct sched_domain *sd = NULL, *p;
8110
8111                 cpumask_and(nodemask, cpumask_of_node(cpu_to_node(i)), cpu_map);
8112
8113 #ifdef CONFIG_NUMA
8114                 if (cpumask_weight(cpu_map) >
8115                                 SD_NODES_PER_DOMAIN*cpumask_weight(nodemask)) {
8116                         sd = &per_cpu(allnodes_domains, i).sd;
8117                         SD_INIT(sd, ALLNODES);
8118                         set_domain_attribute(sd, attr);
8119                         cpumask_copy(sched_domain_span(sd), cpu_map);
8120                         cpu_to_allnodes_group(i, cpu_map, &sd->groups, tmpmask);
8121                         p = sd;
8122                         sd_allnodes = 1;
8123                 } else
8124                         p = NULL;
8125
8126                 sd = &per_cpu(node_domains, i).sd;
8127                 SD_INIT(sd, NODE);
8128                 set_domain_attribute(sd, attr);
8129                 sched_domain_node_span(cpu_to_node(i), sched_domain_span(sd));
8130                 sd->parent = p;
8131                 if (p)
8132                         p->child = sd;
8133                 cpumask_and(sched_domain_span(sd),
8134                             sched_domain_span(sd), cpu_map);
8135 #endif
8136
8137                 p = sd;
8138                 sd = &per_cpu(phys_domains, i).sd;
8139                 SD_INIT(sd, CPU);
8140                 set_domain_attribute(sd, attr);
8141                 cpumask_copy(sched_domain_span(sd), nodemask);
8142                 sd->parent = p;
8143                 if (p)
8144                         p->child = sd;
8145                 cpu_to_phys_group(i, cpu_map, &sd->groups, tmpmask);
8146
8147 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
8148                 p = sd;
8149                 sd = &per_cpu(core_domains, i).sd;
8150                 SD_INIT(sd, MC);
8151                 set_domain_attribute(sd, attr);
8152                 cpumask_and(sched_domain_span(sd), cpu_map,
8153                                                    cpu_coregroup_mask(i));
8154                 sd->parent = p;
8155                 p->child = sd;
8156                 cpu_to_core_group(i, cpu_map, &sd->groups, tmpmask);
8157 #endif
8158
8159 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8160                 p = sd;
8161                 sd = &per_cpu(cpu_domains, i).sd;
8162                 SD_INIT(sd, SIBLING);
8163                 set_domain_attribute(sd, attr);
8164                 cpumask_and(sched_domain_span(sd),
8165                             topology_thread_cpumask(i), cpu_map);
8166                 sd->parent = p;
8167                 p->child = sd;
8168                 cpu_to_cpu_group(i, cpu_map, &sd->groups, tmpmask);
8169 #endif
8170         }
8171
8172 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8173         /* Set up CPU (sibling) groups */
8174         for_each_cpu(i, cpu_map) {
8175                 cpumask_and(this_sibling_map,
8176                             topology_thread_cpumask(i), cpu_map);
8177                 if (i != cpumask_first(this_sibling_map))
8178                         continue;
8179
8180                 init_sched_build_groups(this_sibling_map, cpu_map,
8181                                         &cpu_to_cpu_group,
8182                                         send_covered, tmpmask);
8183         }
8184 #endif
8185
8186 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
8187         /* Set up multi-core groups */
8188         for_each_cpu(i, cpu_map) {
8189                 cpumask_and(this_core_map, cpu_coregroup_mask(i), cpu_map);
8190                 if (i != cpumask_first(this_core_map))
8191                         continue;
8192
8193                 init_sched_build_groups(this_core_map, cpu_map,
8194                                         &cpu_to_core_group,
8195                                         send_covered, tmpmask);
8196         }
8197 #endif
8198
8199         /* Set up physical groups */
8200         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
8201                 cpumask_and(nodemask, cpumask_of_node(i), cpu_map);
8202                 if (cpumask_empty(nodemask))
8203                         continue;
8204
8205                 init_sched_build_groups(nodemask, cpu_map,
8206                                         &cpu_to_phys_group,
8207                                         send_covered, tmpmask);
8208         }
8209
8210 #ifdef CONFIG_NUMA
8211         /* Set up node groups */
8212         if (sd_allnodes) {
8213                 init_sched_build_groups(cpu_map, cpu_map,
8214                                         &cpu_to_allnodes_group,
8215                                         send_covered, tmpmask);
8216         }
8217
8218         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++) {
8219                 /* Set up node groups */
8220                 struct sched_group *sg, *prev;
8221                 int j;
8222
8223                 cpumask_clear(covered);
8224                 cpumask_and(nodemask, cpumask_of_node(i), cpu_map);
8225                 if (cpumask_empty(nodemask)) {
8226                         sched_group_nodes[i] = NULL;
8227                         continue;
8228                 }
8229
8230                 sched_domain_node_span(i, domainspan);
8231                 cpumask_and(domainspan, domainspan, cpu_map);
8232
8233                 sg = kmalloc_node(sizeof(struct sched_group) + cpumask_size(),
8234                                   GFP_KERNEL, i);
8235                 if (!sg) {
8236                         printk(KERN_WARNING "Can not alloc domain group for "
8237                                 "node %d\n", i);
8238                         goto error;
8239                 }
8240                 sched_group_nodes[i] = sg;
8241                 for_each_cpu(j, nodemask) {
8242                         struct sched_domain *sd;
8243
8244                         sd = &per_cpu(node_domains, j).sd;
8245                         sd->groups = sg;
8246                 }
8247                 sg->__cpu_power = 0;
8248                 cpumask_copy(sched_group_cpus(sg), nodemask);
8249                 sg->next = sg;
8250                 cpumask_or(covered, covered, nodemask);
8251                 prev = sg;
8252
8253                 for (j = 0; j < nr_node_ids; j++) {
8254                         int n = (i + j) % nr_node_ids;
8255
8256                         cpumask_complement(notcovered, covered);
8257                         cpumask_and(tmpmask, notcovered, cpu_map);
8258                         cpumask_and(tmpmask, tmpmask, domainspan);
8259                         if (cpumask_empty(tmpmask))
8260                                 break;
8261
8262                         cpumask_and(tmpmask, tmpmask, cpumask_of_node(n));
8263                         if (cpumask_empty(tmpmask))
8264                                 continue;
8265
8266                         sg = kmalloc_node(sizeof(struct sched_group) +
8267                                           cpumask_size(),
8268                                           GFP_KERNEL, i);
8269                         if (!sg) {
8270                                 printk(KERN_WARNING
8271                                 "Can not alloc domain group for node %d\n", j);
8272                                 goto error;
8273                         }
8274                         sg->__cpu_power = 0;
8275                         cpumask_copy(sched_group_cpus(sg), tmpmask);
8276                         sg->next = prev->next;
8277                         cpumask_or(covered, covered, tmpmask);
8278                         prev->next = sg;
8279                         prev = sg;
8280                 }
8281         }
8282 #endif
8283
8284         /* Calculate CPU power for physical packages and nodes */
8285 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8286         for_each_cpu(i, cpu_map) {
8287                 struct sched_domain *sd = &per_cpu(cpu_domains, i).sd;
8288
8289                 init_sched_groups_power(i, sd);
8290         }
8291 #endif
8292 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
8293         for_each_cpu(i, cpu_map) {
8294                 struct sched_domain *sd = &per_cpu(core_domains, i).sd;
8295
8296                 init_sched_groups_power(i, sd);
8297         }
8298 #endif
8299
8300         for_each_cpu(i, cpu_map) {
8301                 struct sched_domain *sd = &per_cpu(phys_domains, i).sd;
8302
8303                 init_sched_groups_power(i, sd);
8304         }
8305
8306 #ifdef CONFIG_NUMA
8307         for (i = 0; i < nr_node_ids; i++)
8308                 init_numa_sched_groups_power(sched_group_nodes[i]);
8309
8310         if (sd_allnodes) {
8311                 struct sched_group *sg;
8312
8313                 cpu_to_allnodes_group(cpumask_first(cpu_map), cpu_map, &sg,
8314                                                                 tmpmask);
8315                 init_numa_sched_groups_power(sg);
8316         }
8317 #endif
8318
8319         /* Attach the domains */
8320         for_each_cpu(i, cpu_map) {
8321                 struct sched_domain *sd;
8322 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8323                 sd = &per_cpu(cpu_domains, i).sd;
8324 #elif defined(CONFIG_SCHED_MC)
8325                 sd = &per_cpu(core_domains, i).sd;
8326 #else
8327                 sd = &per_cpu(phys_domains, i).sd;
8328 #endif
8329                 cpu_attach_domain(sd, rd, i);
8330         }
8331
8332         err = 0;
8333
8334 free_tmpmask:
8335         free_cpumask_var(tmpmask);
8336 free_send_covered:
8337         free_cpumask_var(send_covered);
8338 free_this_core_map:
8339         free_cpumask_var(this_core_map);
8340 free_this_sibling_map:
8341         free_cpumask_var(this_sibling_map);
8342 free_nodemask:
8343         free_cpumask_var(nodemask);
8344 free_notcovered:
8345 #ifdef CONFIG_NUMA
8346         free_cpumask_var(notcovered);
8347 free_covered:
8348         free_cpumask_var(covered);
8349 free_domainspan:
8350         free_cpumask_var(domainspan);
8351 out:
8352 #endif
8353         return err;
8354
8355 free_sched_groups:
8356 #ifdef CONFIG_NUMA
8357         kfree(sched_group_nodes);
8358 #endif
8359         goto free_tmpmask;
8360
8361 #ifdef CONFIG_NUMA
8362 error:
8363         free_sched_groups(cpu_map, tmpmask);
8364         free_rootdomain(rd);
8365         goto free_tmpmask;
8366 #endif
8367 }
8368
8369 static int build_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
8370 {
8371         return __build_sched_domains(cpu_map, NULL);
8372 }
8373
8374 static struct cpumask *doms_cur;        /* current sched domains */
8375 static int ndoms_cur;           /* number of sched domains in 'doms_cur' */
8376 static struct sched_domain_attr *dattr_cur;
8377                                 /* attribues of custom domains in 'doms_cur' */
8378
8379 /*
8380  * Special case: If a kmalloc of a doms_cur partition (array of
8381  * cpumask) fails, then fallback to a single sched domain,
8382  * as determined by the single cpumask fallback_doms.
8383  */
8384 static cpumask_var_t fallback_doms;
8385
8386 /*
8387  * arch_update_cpu_topology lets virtualized architectures update the
8388  * cpu core maps. It is supposed to return 1 if the topology changed
8389  * or 0 if it stayed the same.
8390  */
8391 int __attribute__((weak)) arch_update_cpu_topology(void)
8392 {
8393         return 0;
8394 }
8395
8396 /*
8397  * Set up scheduler domains and groups. Callers must hold the hotplug lock.
8398  * For now this just excludes isolated cpus, but could be used to
8399  * exclude other special cases in the future.
8400  */
8401 static int arch_init_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map)
8402 {
8403         int err;
8404
8405         arch_update_cpu_topology();
8406         ndoms_cur = 1;
8407         doms_cur = kmalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
8408         if (!doms_cur)
8409                 doms_cur = fallback_doms;
8410         cpumask_andnot(doms_cur, cpu_map, cpu_isolated_map);
8411         dattr_cur = NULL;
8412         err = build_sched_domains(doms_cur);
8413         register_sched_domain_sysctl();
8414
8415         return err;
8416 }
8417
8418 static void arch_destroy_sched_domains(const struct cpumask *cpu_map,
8419                                        struct cpumask *tmpmask)
8420 {
8421         free_sched_groups(cpu_map, tmpmask);
8422 }
8423
8424 /*
8425  * Detach sched domains from a group of cpus specified in cpu_map
8426  * These cpus will now be attached to the NULL domain
8427  */
8428 static void detach_destroy_domains(const struct cpumask *cpu_map)
8429 {
8430         /* Save because hotplug lock held. */
8431         static DECLARE_BITMAP(tmpmask, CONFIG_NR_CPUS);
8432         int i;
8433
8434         for_each_cpu(i, cpu_map)
8435                 cpu_attach_domain(NULL, &def_root_domain, i);
8436         synchronize_sched();
8437         arch_destroy_sched_domains(cpu_map, to_cpumask(tmpmask));
8438 }
8439
8440 /* handle null as "default" */
8441 static int dattrs_equal(struct sched_domain_attr *cur, int idx_cur,
8442                         struct sched_domain_attr *new, int idx_new)
8443 {
8444         struct sched_domain_attr tmp;
8445
8446         /* fast path */
8447         if (!new && !cur)
8448                 return 1;
8449
8450         tmp = SD_ATTR_INIT;
8451         return !memcmp(cur ? (cur + idx_cur) : &tmp,
8452                         new ? (new + idx_new) : &tmp,
8453                         sizeof(struct sched_domain_attr));
8454 }
8455
8456 /*
8457  * Partition sched domains as specified by the 'ndoms_new'
8458  * cpumasks in the array doms_new[] of cpumasks. This compares
8459  * doms_new[] to the current sched domain partitioning, doms_cur[].
8460  * It destroys each deleted domain and builds each new domain.
8461  *
8462  * 'doms_new' is an array of cpumask's of length 'ndoms_new'.
8463  * The masks don't intersect (don't overlap.) We should setup one
8464  * sched domain for each mask. CPUs not in any of the cpumasks will
8465  * not be load balanced. If the same cpumask appears both in the
8466  * current 'doms_cur' domains and in the new 'doms_new', we can leave
8467  * it as it is.
8468  *
8469  * The passed in 'doms_new' should be kmalloc'd. This routine takes
8470  * ownership of it and will kfree it when done with it. If the caller
8471  * failed the kmalloc call, then it can pass in doms_new == NULL &&
8472  * ndoms_new == 1, and partition_sched_domains() will fallback to
8473  * the single partition 'fallback_doms', it also forces the domains
8474  * to be rebuilt.
8475  *
8476  * If doms_new == NULL it will be replaced with cpu_online_mask.
8477  * ndoms_new == 0 is a special case for destroying existing domains,
8478  * and it will not create the default domain.
8479  *
8480  * Call with hotplug lock held
8481  */
8482 /* FIXME: Change to struct cpumask *doms_new[] */
8483 void partition_sched_domains(int ndoms_new, struct cpumask *doms_new,
8484                              struct sched_domain_attr *dattr_new)
8485 {
8486         int i, j, n;
8487         int new_topology;
8488
8489         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
8490
8491         /* always unregister in case we don't destroy any domains */
8492         unregister_sched_domain_sysctl();
8493
8494         /* Let architecture update cpu core mappings. */
8495         new_topology = arch_update_cpu_topology();
8496
8497         n = doms_new ? ndoms_new : 0;
8498
8499         /* Destroy deleted domains */
8500         for (i = 0; i < ndoms_cur; i++) {
8501                 for (j = 0; j < n && !new_topology; j++) {
8502                         if (cpumask_equal(&doms_cur[i], &doms_new[j])
8503                             && dattrs_equal(dattr_cur, i, dattr_new, j))
8504                                 goto match1;
8505                 }
8506                 /* no match - a current sched domain not in new doms_new[] */
8507                 detach_destroy_domains(doms_cur + i);
8508 match1:
8509                 ;
8510         }
8511
8512         if (doms_new == NULL) {
8513                 ndoms_cur = 0;
8514                 doms_new = fallback_doms;
8515                 cpumask_andnot(&doms_new[0], cpu_online_mask, cpu_isolated_map);
8516                 WARN_ON_ONCE(dattr_new);
8517         }
8518
8519         /* Build new domains */
8520         for (i = 0; i < ndoms_new; i++) {
8521                 for (j = 0; j < ndoms_cur && !new_topology; j++) {
8522                         if (cpumask_equal(&doms_new[i], &doms_cur[j])
8523                             && dattrs_equal(dattr_new, i, dattr_cur, j))
8524                                 goto match2;
8525                 }
8526                 /* no match - add a new doms_new */
8527                 __build_sched_domains(doms_new + i,
8528                                         dattr_new ? dattr_new + i : NULL);
8529 match2:
8530                 ;
8531         }
8532
8533         /* Remember the new sched domains */
8534         if (doms_cur != fallback_doms)
8535                 kfree(doms_cur);
8536         kfree(dattr_cur);       /* kfree(NULL) is safe */
8537         doms_cur = doms_new;
8538         dattr_cur = dattr_new;
8539         ndoms_cur = ndoms_new;
8540
8541         register_sched_domain_sysctl();
8542
8543         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
8544 }
8545
8546 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
8547 static void arch_reinit_sched_domains(void)
8548 {
8549         get_online_cpus();
8550
8551         /* Destroy domains first to force the rebuild */
8552         partition_sched_domains(0, NULL, NULL);
8553
8554         rebuild_sched_domains();
8555         put_online_cpus();
8556 }
8557
8558 static ssize_t sched_power_savings_store(const char *buf, size_t count, int smt)
8559 {
8560         unsigned int level = 0;
8561
8562         if (sscanf(buf, "%u", &level) != 1)
8563                 return -EINVAL;
8564
8565         /*
8566          * level is always be positive so don't check for
8567          * level < POWERSAVINGS_BALANCE_NONE which is 0
8568          * What happens on 0 or 1 byte write,
8569          * need to check for count as well?
8570          */
8571
8572         if (level >= MAX_POWERSAVINGS_BALANCE_LEVELS)
8573                 return -EINVAL;
8574
8575         if (smt)
8576                 sched_smt_power_savings = level;
8577         else
8578                 sched_mc_power_savings = level;
8579
8580         arch_reinit_sched_domains();
8581
8582         return count;
8583 }
8584
8585 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
8586 static ssize_t sched_mc_power_savings_show(struct sysdev_class *class,
8587                                            char *page)
8588 {
8589         return sprintf(page, "%u\n", sched_mc_power_savings);
8590 }
8591 static ssize_t sched_mc_power_savings_store(struct sysdev_class *class,
8592                                             const char *buf, size_t count)
8593 {
8594         return sched_power_savings_store(buf, count, 0);
8595 }
8596 static SYSDEV_CLASS_ATTR(sched_mc_power_savings, 0644,
8597                          sched_mc_power_savings_show,
8598                          sched_mc_power_savings_store);
8599 #endif
8600
8601 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8602 static ssize_t sched_smt_power_savings_show(struct sysdev_class *dev,
8603                                             char *page)
8604 {
8605         return sprintf(page, "%u\n", sched_smt_power_savings);
8606 }
8607 static ssize_t sched_smt_power_savings_store(struct sysdev_class *dev,
8608                                              const char *buf, size_t count)
8609 {
8610         return sched_power_savings_store(buf, count, 1);
8611 }
8612 static SYSDEV_CLASS_ATTR(sched_smt_power_savings, 0644,
8613                    sched_smt_power_savings_show,
8614                    sched_smt_power_savings_store);
8615 #endif
8616
8617 int __init sched_create_sysfs_power_savings_entries(struct sysdev_class *cls)
8618 {
8619         int err = 0;
8620
8621 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8622         if (smt_capable())
8623                 err = sysfs_create_file(&cls->kset.kobj,
8624                                         &attr_sched_smt_power_savings.attr);
8625 #endif
8626 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
8627         if (!err && mc_capable())
8628                 err = sysfs_create_file(&cls->kset.kobj,
8629                                         &attr_sched_mc_power_savings.attr);
8630 #endif
8631         return err;
8632 }
8633 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
8634
8635 #ifndef CONFIG_CPUSETS
8636 /*
8637  * Add online and remove offline CPUs from the scheduler domains.
8638  * When cpusets are enabled they take over this function.
8639  */
8640 static int update_sched_domains(struct notifier_block *nfb,
8641                                 unsigned long action, void *hcpu)
8642 {
8643         switch (action) {
8644         case CPU_ONLINE:
8645         case CPU_ONLINE_FROZEN:
8646         case CPU_DEAD:
8647         case CPU_DEAD_FROZEN:
8648                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8649                 return NOTIFY_OK;
8650
8651         default:
8652                 return NOTIFY_DONE;
8653         }
8654 }
8655 #endif
8656
8657 static int update_runtime(struct notifier_block *nfb,
8658                                 unsigned long action, void *hcpu)
8659 {
8660         int cpu = (int)(long)hcpu;
8661
8662         switch (action) {
8663         case CPU_DOWN_PREPARE:
8664         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
8665                 disable_runtime(cpu_rq(cpu));
8666                 return NOTIFY_OK;
8667
8668         case CPU_DOWN_FAILED:
8669         case CPU_DOWN_FAILED_FROZEN:
8670         case CPU_ONLINE:
8671         case CPU_ONLINE_FROZEN:
8672                 enable_runtime(cpu_rq(cpu));
8673                 return NOTIFY_OK;
8674
8675         default:
8676                 return NOTIFY_DONE;
8677         }
8678 }
8679
8680 void __init sched_init_smp(void)
8681 {
8682         cpumask_var_t non_isolated_cpus;
8683
8684         alloc_cpumask_var(&non_isolated_cpus, GFP_KERNEL);
8685
8686 #if defined(CONFIG_NUMA)
8687         sched_group_nodes_bycpu = kzalloc(nr_cpu_ids * sizeof(void **),
8688                                                                 GFP_KERNEL);
8689         BUG_ON(sched_group_nodes_bycpu == NULL);
8690 #endif
8691         get_online_cpus();
8692         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
8693         arch_init_sched_domains(cpu_online_mask);
8694         cpumask_andnot(non_isolated_cpus, cpu_possible_mask, cpu_isolated_map);
8695         if (cpumask_empty(non_isolated_cpus))
8696                 cpumask_set_cpu(smp_processor_id(), non_isolated_cpus);
8697         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
8698         put_online_cpus();
8699
8700 #ifndef CONFIG_CPUSETS
8701         /* XXX: Theoretical race here - CPU may be hotplugged now */
8702         hotcpu_notifier(update_sched_domains, 0);
8703 #endif
8704
8705         /* RT runtime code needs to handle some hotplug events */
8706         hotcpu_notifier(update_runtime, 0);
8707
8708         init_hrtick();
8709
8710         /* Move init over to a non-isolated CPU */
8711         if (set_cpus_allowed_ptr(current, non_isolated_cpus) < 0)
8712                 BUG();
8713         sched_init_granularity();
8714         free_cpumask_var(non_isolated_cpus);
8715
8716         alloc_cpumask_var(&fallback_doms, GFP_KERNEL);
8717         init_sched_rt_class();
8718 }
8719 #else
8720 void __init sched_init_smp(void)
8721 {
8722         sched_init_granularity();
8723 }
8724 #endif /* CONFIG_SMP */
8725
8726 int in_sched_functions(unsigned long addr)
8727 {
8728         return in_lock_functions(addr) ||
8729                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
8730                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
8731 }
8732
8733 static void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq, struct rq *rq)
8734 {
8735         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT;
8736         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->tasks);
8737 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8738         cfs_rq->rq = rq;
8739 #endif
8740         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
8741 }
8742
8743 static void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq, struct rq *rq)
8744 {
8745         struct rt_prio_array *array;
8746         int i;
8747
8748         array = &rt_rq->active;
8749         for (i = 0; i < MAX_RT_PRIO; i++) {
8750                 INIT_LIST_HEAD(array->queue + i);
8751                 __clear_bit(i, array->bitmap);
8752         }
8753         /* delimiter for bitsearch: */
8754         __set_bit(MAX_RT_PRIO, array->bitmap);
8755
8756 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8757         rt_rq->highest_prio.curr = MAX_RT_PRIO;
8758 #ifdef CONFIG_SMP
8759         rt_rq->highest_prio.next = MAX_RT_PRIO;
8760 #endif
8761 #endif
8762 #ifdef CONFIG_SMP
8763         rt_rq->rt_nr_migratory = 0;
8764         rt_rq->overloaded = 0;
8765         plist_head_init(&rq->rt.pushable_tasks, &rq->lock);
8766 #endif
8767
8768         rt_rq->rt_time = 0;
8769         rt_rq->rt_throttled = 0;
8770         rt_rq->rt_runtime = 0;
8771         spin_lock_init(&rt_rq->rt_runtime_lock);
8772
8773 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8774         rt_rq->rt_nr_boosted = 0;
8775         rt_rq->rq = rq;
8776 #endif
8777 }
8778
8779 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8780 static void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
8781                                 struct sched_entity *se, int cpu, int add,
8782                                 struct sched_entity *parent)
8783 {
8784         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8785         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
8786         init_cfs_rq(cfs_rq, rq);
8787         cfs_rq->tg = tg;
8788         if (add)
8789                 list_add(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, &rq->leaf_cfs_rq_list);
8790
8791         tg->se[cpu] = se;
8792         /* se could be NULL for init_task_group */
8793         if (!se)
8794                 return;
8795
8796         if (!parent)
8797                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
8798         else
8799                 se->cfs_rq = parent->my_q;
8800
8801         se->my_q = cfs_rq;
8802         se->load.weight = tg->shares;
8803         se->load.inv_weight = 0;
8804         se->parent = parent;
8805 }
8806 #endif
8807
8808 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8809 static void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
8810                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu, int add,
8811                 struct sched_rt_entity *parent)
8812 {
8813         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8814
8815         tg->rt_rq[cpu] = rt_rq;
8816         init_rt_rq(rt_rq, rq);
8817         rt_rq->tg = tg;
8818         rt_rq->rt_se = rt_se;
8819         rt_rq->rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
8820         if (add)
8821                 list_add(&rt_rq->leaf_rt_rq_list, &rq->leaf_rt_rq_list);
8822
8823         tg->rt_se[cpu] = rt_se;
8824         if (!rt_se)
8825                 return;
8826
8827         if (!parent)
8828                 rt_se->rt_rq = &rq->rt;
8829         else
8830                 rt_se->rt_rq = parent->my_q;
8831
8832         rt_se->my_q = rt_rq;
8833         rt_se->parent = parent;
8834         INIT_LIST_HEAD(&rt_se->run_list);
8835 }
8836 #endif
8837
8838 void __init sched_init(void)
8839 {
8840         int i, j;
8841         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
8842
8843 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8844         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8845 #endif
8846 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8847         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8848 #endif
8849 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
8850         alloc_size *= 2;
8851 #endif
8852 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
8853         alloc_size += num_possible_cpus() * cpumask_size();
8854 #endif
8855         /*
8856          * As sched_init() is called before page_alloc is setup,
8857          * we use alloc_bootmem().
8858          */
8859         if (alloc_size) {
8860                 ptr = (unsigned long)alloc_bootmem(alloc_size);
8861
8862 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8863                 init_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
8864                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8865
8866                 init_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
8867                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8868
8869 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
8870                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
8871                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8872
8873                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
8874                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8875 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
8876 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8877 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8878                 init_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
8879                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8880
8881                 init_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
8882                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8883
8884 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
8885                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
8886                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8887
8888                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
8889                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
8890 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
8891 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8892 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
8893                 for_each_possible_cpu(i) {
8894                         per_cpu(load_balance_tmpmask, i) = (void *)ptr;
8895                         ptr += cpumask_size();
8896                 }
8897 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
8898         }
8899
8900 #ifdef CONFIG_SMP
8901         init_defrootdomain();
8902 #endif
8903
8904         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth,
8905                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
8906
8907 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8908         init_rt_bandwidth(&init_task_group.rt_bandwidth,
8909                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
8910 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
8911         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
8912                         global_rt_period(), RUNTIME_INF);
8913 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
8914 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
8915
8916 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
8917         list_add(&init_task_group.list, &task_groups);
8918         INIT_LIST_HEAD(&init_task_group.children);
8919
8920 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
8921         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
8922         init_task_group.parent = &root_task_group;
8923         list_add(&init_task_group.siblings, &root_task_group.children);
8924 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
8925 #endif /* CONFIG_GROUP_SCHED */
8926
8927         for_each_possible_cpu(i) {
8928                 struct rq *rq;
8929
8930                 rq = cpu_rq(i);
8931                 spin_lock_init(&rq->lock);
8932                 rq->nr_running = 0;
8933                 init_cfs_rq(&rq->cfs, rq);
8934                 init_rt_rq(&rq->rt, rq);
8935 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8936                 init_task_group.shares = init_task_group_load;
8937                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
8938 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8939                 /*
8940                  * How much cpu bandwidth does init_task_group get?
8941                  *
8942                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
8943                  * gets 100% of the cpu resources in the system. This overall
8944                  * system cpu resource is divided among the tasks of
8945                  * init_task_group and its child task-groups in a fair manner,
8946                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
8947                  * (se->load.weight).
8948                  *
8949                  * In other words, if init_task_group has 10 tasks of weight
8950                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
8951                  * then A0's share of the cpu resource is:
8952                  *
8953                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
8954                  *
8955                  * We achieve this by letting init_task_group's tasks sit
8956                  * directly in rq->cfs (i.e init_task_group->se[] = NULL).
8957                  */
8958                 init_tg_cfs_entry(&init_task_group, &rq->cfs, NULL, i, 1, NULL);
8959 #elif defined CONFIG_USER_SCHED
8960                 root_task_group.shares = NICE_0_LOAD;
8961                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, 0, NULL);
8962                 /*
8963                  * In case of task-groups formed thr' the user id of tasks,
8964                  * init_task_group represents tasks belonging to root user.
8965                  * Hence it forms a sibling of all subsequent groups formed.
8966                  * In this case, init_task_group gets only a fraction of overall
8967                  * system cpu resource, based on the weight assigned to root
8968                  * user's cpu share (INIT_TASK_GROUP_LOAD). This is accomplished
8969                  * by letting tasks of init_task_group sit in a separate cfs_rq
8970                  * (init_cfs_rq) and having one entity represent this group of
8971                  * tasks in rq->cfs (i.e init_task_group->se[] != NULL).
8972                  */
8973                 init_tg_cfs_entry(&init_task_group,
8974                                 &per_cpu(init_cfs_rq, i),
8975                                 &per_cpu(init_sched_entity, i), i, 1,
8976                                 root_task_group.se[i]);
8977
8978 #endif
8979 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
8980
8981                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
8982 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
8983                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_rt_rq_list);
8984 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
8985                 init_tg_rt_entry(&init_task_group, &rq->rt, NULL, i, 1, NULL);
8986 #elif defined CONFIG_USER_SCHED
8987                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, 0, NULL);
8988                 init_tg_rt_entry(&init_task_group,
8989                                 &per_cpu(init_rt_rq, i),
8990                                 &per_cpu(init_sched_rt_entity, i), i, 1,
8991                                 root_task_group.rt_se[i]);
8992 #endif
8993 #endif
8994
8995                 for (j = 0; j < CPU_LOAD_IDX_MAX; j++)
8996                         rq->cpu_load[j] = 0;
8997 #ifdef CONFIG_SMP
8998                 rq->sd = NULL;
8999                 rq->rd = NULL;
9000                 rq->active_balance = 0;
9001                 rq->next_balance = jiffies;
9002                 rq->push_cpu = 0;
9003                 rq->cpu = i;
9004                 rq->online = 0;
9005                 rq->migration_thread = NULL;
9006                 INIT_LIST_HEAD(&rq->migration_queue);
9007                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
9008 #endif
9009                 init_rq_hrtick(rq);
9010                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
9011         }
9012
9013         set_load_weight(&init_task);
9014
9015 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
9016         INIT_HLIST_HEAD(&init_task.preempt_notifiers);
9017 #endif
9018
9019 #ifdef CONFIG_SMP
9020         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
9021 #endif
9022
9023 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
9024         plist_head_init(&init_task.pi_waiters, &init_task.pi_lock);
9025 #endif
9026
9027         /*
9028          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
9029          */
9030         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
9031         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
9032
9033         /*
9034          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
9035          * called from this thread, however somewhere below it might be,
9036          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
9037          * when this runqueue becomes "idle".
9038          */
9039         init_idle(current, smp_processor_id());
9040         /*
9041          * During early bootup we pretend to be a normal task:
9042          */
9043         current->sched_class = &fair_sched_class;
9044
9045         /* Allocate the nohz_cpu_mask if CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
9046         alloc_bootmem_cpumask_var(&nohz_cpu_mask);
9047 #ifdef CONFIG_SMP
9048 #ifdef CONFIG_NO_HZ
9049         alloc_bootmem_cpumask_var(&nohz.cpu_mask);
9050 #endif
9051         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_isolated_map);
9052 #endif /* SMP */
9053
9054         scheduler_running = 1;
9055 }
9056
9057 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK_SLEEP
9058 void __might_sleep(char *file, int line)
9059 {
9060 #ifdef in_atomic
9061         static unsigned long prev_jiffy;        /* ratelimiting */
9062
9063         if ((!in_atomic() && !irqs_disabled()) ||
9064                     system_state != SYSTEM_RUNNING || oops_in_progress)
9065                 return;
9066         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9067                 return;
9068         prev_jiffy = jiffies;
9069
9070         printk(KERN_ERR
9071                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
9072                         file, line);
9073         printk(KERN_ERR
9074                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
9075                         in_atomic(), irqs_disabled(),
9076                         current->pid, current->comm);
9077
9078         debug_show_held_locks(current);
9079         if (irqs_disabled())
9080                 print_irqtrace_events(current);
9081         dump_stack();
9082 #endif
9083 }
9084 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
9085 #endif
9086
9087 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
9088 static void normalize_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
9089 {
9090         int on_rq;
9091
9092         update_rq_clock(rq);
9093         on_rq = p->se.on_rq;
9094         if (on_rq)
9095                 deactivate_task(rq, p, 0);
9096         __setscheduler(rq, p, SCHED_NORMAL, 0);
9097         if (on_rq) {
9098                 activate_task(rq, p, 0);
9099                 resched_task(rq->curr);
9100         }
9101 }
9102
9103 void normalize_rt_tasks(void)
9104 {
9105         struct task_struct *g, *p;
9106         unsigned long flags;
9107         struct rq *rq;
9108
9109         read_lock_irqsave(&tasklist_lock, flags);
9110         do_each_thread(g, p) {
9111                 /*
9112                  * Only normalize user tasks:
9113                  */
9114                 if (!p->mm)
9115                         continue;
9116
9117                 p->se.exec_start                = 0;
9118 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
9119                 p->se.wait_start                = 0;
9120                 p->se.sleep_start               = 0;
9121                 p->se.block_start               = 0;
9122 #endif
9123
9124                 if (!rt_task(p)) {
9125                         /*
9126                          * Renice negative nice level userspace
9127                          * tasks back to 0:
9128                          */
9129                         if (TASK_NICE(p) < 0 && p->mm)
9130                                 set_user_nice(p, 0);
9131                         continue;
9132                 }
9133
9134                 spin_lock(&p->pi_lock);
9135                 rq = __task_rq_lock(p);
9136
9137                 normalize_task(rq, p);
9138
9139                 __task_rq_unlock(rq);
9140                 spin_unlock(&p->pi_lock);
9141         } while_each_thread(g, p);
9142
9143         read_unlock_irqrestore(&tasklist_lock, flags);
9144 }
9145
9146 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
9147
9148 #ifdef CONFIG_IA64
9149 /*
9150  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling.
9151  *
9152  * They can only be called when the whole system has been
9153  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
9154  * activity can take place. Using them for anything else would
9155  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
9156  * under any other configuration.
9157  */
9158
9159 /**
9160  * curr_task - return the current task for a given cpu.
9161  * @cpu: the processor in question.
9162  *
9163  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
9164  */
9165 struct task_struct *curr_task(int cpu)
9166 {
9167         return cpu_curr(cpu);
9168 }
9169
9170 /**
9171  * set_curr_task - set the current task for a given cpu.
9172  * @cpu: the processor in question.
9173  * @p: the task pointer to set.
9174  *
9175  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
9176  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
9177  * notion of the current task on a cpu in a non-blocking manner. This function
9178  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
9179  * and caller must save the original value of the current task (see
9180  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
9181  * re-starting the system.
9182  *
9183  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
9184  */
9185 void set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
9186 {
9187         cpu_curr(cpu) = p;
9188 }
9189
9190 #endif
9191
9192 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9193 static void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9194 {
9195         int i;
9196
9197         for_each_possible_cpu(i) {
9198                 if (tg->cfs_rq)
9199                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
9200                 if (tg->se)
9201                         kfree(tg->se[i]);
9202         }
9203
9204         kfree(tg->cfs_rq);
9205         kfree(tg->se);
9206 }
9207
9208 static
9209 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9210 {
9211         struct cfs_rq *cfs_rq;
9212         struct sched_entity *se;
9213         struct rq *rq;
9214         int i;
9215
9216         tg->cfs_rq = kzalloc(sizeof(cfs_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9217         if (!tg->cfs_rq)
9218                 goto err;
9219         tg->se = kzalloc(sizeof(se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9220         if (!tg->se)
9221                 goto err;
9222
9223         tg->shares = NICE_0_LOAD;
9224
9225         for_each_possible_cpu(i) {
9226                 rq = cpu_rq(i);
9227
9228                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
9229                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9230                 if (!cfs_rq)
9231                         goto err;
9232
9233                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
9234                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9235                 if (!se)
9236                         goto err;
9237
9238                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, 0, parent->se[i]);
9239         }
9240
9241         return 1;
9242
9243  err:
9244         return 0;
9245 }
9246
9247 static inline void register_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9248 {
9249         list_add_rcu(&tg->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list,
9250                         &cpu_rq(cpu)->leaf_cfs_rq_list);
9251 }
9252
9253 static inline void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9254 {
9255         list_del_rcu(&tg->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list);
9256 }
9257 #else /* !CONFG_FAIR_GROUP_SCHED */
9258 static inline void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
9259 {
9260 }
9261
9262 static inline
9263 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9264 {
9265         return 1;
9266 }
9267
9268 static inline void register_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9269 {
9270 }
9271
9272 static inline void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9273 {
9274 }
9275 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9276
9277 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9278 static void free_rt_sched_group(struct task_group *tg)
9279 {
9280         int i;
9281
9282         destroy_rt_bandwidth(&tg->rt_bandwidth);
9283
9284         for_each_possible_cpu(i) {
9285                 if (tg->rt_rq)
9286                         kfree(tg->rt_rq[i]);
9287                 if (tg->rt_se)
9288                         kfree(tg->rt_se[i]);
9289         }
9290
9291         kfree(tg->rt_rq);
9292         kfree(tg->rt_se);
9293 }
9294
9295 static
9296 int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9297 {
9298         struct rt_rq *rt_rq;
9299         struct sched_rt_entity *rt_se;
9300         struct rq *rq;
9301         int i;
9302
9303         tg->rt_rq = kzalloc(sizeof(rt_rq) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9304         if (!tg->rt_rq)
9305                 goto err;
9306         tg->rt_se = kzalloc(sizeof(rt_se) * nr_cpu_ids, GFP_KERNEL);
9307         if (!tg->rt_se)
9308                 goto err;
9309
9310         init_rt_bandwidth(&tg->rt_bandwidth,
9311                         ktime_to_ns(def_rt_bandwidth.rt_period), 0);
9312
9313         for_each_possible_cpu(i) {
9314                 rq = cpu_rq(i);
9315
9316                 rt_rq = kzalloc_node(sizeof(struct rt_rq),
9317                                      GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9318                 if (!rt_rq)
9319                         goto err;
9320
9321                 rt_se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_rt_entity),
9322                                      GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9323                 if (!rt_se)
9324                         goto err;
9325
9326                 init_tg_rt_entry(tg, rt_rq, rt_se, i, 0, parent->rt_se[i]);
9327         }
9328
9329         return 1;
9330
9331  err:
9332         return 0;
9333 }
9334
9335 static inline void register_rt_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9336 {
9337         list_add_rcu(&tg->rt_rq[cpu]->leaf_rt_rq_list,
9338                         &cpu_rq(cpu)->leaf_rt_rq_list);
9339 }
9340
9341 static inline void unregister_rt_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9342 {
9343         list_del_rcu(&tg->rt_rq[cpu]->leaf_rt_rq_list);
9344 }
9345 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9346 static inline void free_rt_sched_group(struct task_group *tg)
9347 {
9348 }
9349
9350 static inline
9351 int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9352 {
9353         return 1;
9354 }
9355
9356 static inline void register_rt_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9357 {
9358 }
9359
9360 static inline void unregister_rt_sched_group(struct task_group *tg, int cpu)
9361 {
9362 }
9363 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9364
9365 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
9366 static void free_sched_group(struct task_group *tg)
9367 {
9368         free_fair_sched_group(tg);
9369         free_rt_sched_group(tg);
9370         kfree(tg);
9371 }
9372
9373 /* allocate runqueue etc for a new task group */
9374 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
9375 {
9376         struct task_group *tg;
9377         unsigned long flags;
9378         int i;
9379
9380         tg = kzalloc(sizeof(*tg), GFP_KERNEL);
9381         if (!tg)
9382                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9383
9384         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
9385                 goto err;
9386
9387         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
9388                 goto err;
9389
9390         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9391         for_each_possible_cpu(i) {
9392                 register_fair_sched_group(tg, i);
9393                 register_rt_sched_group(tg, i);
9394         }
9395         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
9396
9397         WARN_ON(!parent); /* root should already exist */
9398
9399         tg->parent = parent;
9400         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
9401         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
9402         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9403
9404         return tg;
9405
9406 err:
9407         free_sched_group(tg);
9408         return ERR_PTR(-ENOMEM);
9409 }
9410
9411 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
9412 static void free_sched_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
9413 {
9414         /* now it should be safe to free those cfs_rqs */
9415         free_sched_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
9416 }
9417
9418 /* Destroy runqueue etc associated with a task group */
9419 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
9420 {
9421         unsigned long flags;
9422         int i;
9423
9424         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9425         for_each_possible_cpu(i) {
9426                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
9427                 unregister_rt_sched_group(tg, i);
9428         }
9429         list_del_rcu(&tg->list);
9430         list_del_rcu(&tg->siblings);
9431         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9432
9433         /* wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete */
9434         call_rcu(&tg->rcu, free_sched_group_rcu);
9435 }
9436
9437 /* change task's runqueue when it moves between groups.
9438  *      The caller of this function should have put the task in its new group
9439  *      by now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to
9440  *      reflect its new group.
9441  */
9442 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
9443 {
9444         int on_rq, running;
9445         unsigned long flags;
9446         struct rq *rq;
9447
9448         rq = task_rq_lock(tsk, &flags);
9449
9450         update_rq_clock(rq);
9451
9452         running = task_current(rq, tsk);
9453         on_rq = tsk->se.on_rq;
9454
9455         if (on_rq)
9456                 dequeue_task(rq, tsk, 0);
9457         if (unlikely(running))
9458                 tsk->sched_class->put_prev_task(rq, tsk);
9459
9460         set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
9461
9462 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9463         if (tsk->sched_class->moved_group)
9464                 tsk->sched_class->moved_group(tsk);
9465 #endif
9466
9467         if (unlikely(running))
9468                 tsk->sched_class->set_curr_task(rq);
9469         if (on_rq)
9470                 enqueue_task(rq, tsk, 0);
9471
9472         task_rq_unlock(rq, &flags);
9473 }
9474 #endif /* CONFIG_GROUP_SCHED */
9475
9476 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9477 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares)
9478 {
9479         struct cfs_rq *cfs_rq = se->cfs_rq;
9480         int on_rq;
9481
9482         on_rq = se->on_rq;
9483         if (on_rq)
9484                 dequeue_entity(cfs_rq, se, 0);
9485
9486         se->load.weight = shares;
9487         se->load.inv_weight = 0;
9488
9489         if (on_rq)
9490                 enqueue_entity(cfs_rq, se, 0);
9491 }
9492
9493 static void set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares)
9494 {
9495         struct cfs_rq *cfs_rq = se->cfs_rq;
9496         struct rq *rq = cfs_rq->rq;
9497         unsigned long flags;
9498
9499         spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
9500         __set_se_shares(se, shares);
9501         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
9502 }
9503
9504 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
9505
9506 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
9507 {
9508         int i;
9509         unsigned long flags;
9510
9511         /*
9512          * We can't change the weight of the root cgroup.
9513          */
9514         if (!tg->se[0])
9515                 return -EINVAL;
9516
9517         if (shares < MIN_SHARES)
9518                 shares = MIN_SHARES;
9519         else if (shares > MAX_SHARES)
9520                 shares = MAX_SHARES;
9521
9522         mutex_lock(&shares_mutex);
9523         if (tg->shares == shares)
9524                 goto done;
9525
9526         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9527         for_each_possible_cpu(i)
9528                 unregister_fair_sched_group(tg, i);
9529         list_del_rcu(&tg->siblings);
9530         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9531
9532         /* wait for any ongoing reference to this group to finish */
9533         synchronize_sched();
9534
9535         /*
9536          * Now we are free to modify the group's share on each cpu
9537          * w/o tripping rebalance_share or load_balance_fair.
9538          */
9539         tg->shares = shares;
9540         for_each_possible_cpu(i) {
9541                 /*
9542                  * force a rebalance
9543                  */
9544                 cfs_rq_set_shares(tg->cfs_rq[i], 0);
9545                 set_se_shares(tg->se[i], shares);
9546         }
9547
9548         /*
9549          * Enable load balance activity on this group, by inserting it back on
9550          * each cpu's rq->leaf_cfs_rq_list.
9551          */
9552         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9553         for_each_possible_cpu(i)
9554                 register_fair_sched_group(tg, i);
9555         list_add_rcu(&tg->siblings, &tg->parent->children);
9556         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9557 done:
9558         mutex_unlock(&shares_mutex);
9559         return 0;
9560 }
9561
9562 unsigned long sched_group_shares(struct task_group *tg)
9563 {
9564         return tg->shares;
9565 }
9566 #endif
9567
9568 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9569 /*
9570  * Ensure that the real time constraints are schedulable.
9571  */
9572 static DEFINE_MUTEX(rt_constraints_mutex);
9573
9574 static unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
9575 {
9576         if (runtime == RUNTIME_INF)
9577                 return 1ULL << 20;
9578
9579         return div64_u64(runtime << 20, period);
9580 }
9581
9582 /* Must be called with tasklist_lock held */
9583 static inline int tg_has_rt_tasks(struct task_group *tg)
9584 {
9585         struct task_struct *g, *p;
9586
9587         do_each_thread(g, p) {
9588                 if (rt_task(p) && rt_rq_of_se(&p->rt)->tg == tg)
9589                         return 1;
9590         } while_each_thread(g, p);
9591
9592         return 0;
9593 }
9594
9595 struct rt_schedulable_data {
9596         struct task_group *tg;
9597         u64 rt_period;
9598         u64 rt_runtime;
9599 };
9600
9601 static int tg_schedulable(struct task_group *tg, void *data)
9602 {
9603         struct rt_schedulable_data *d = data;
9604         struct task_group *child;
9605         unsigned long total, sum = 0;
9606         u64 period, runtime;
9607
9608         period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
9609         runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
9610
9611         if (tg == d->tg) {
9612                 period = d->rt_period;
9613                 runtime = d->rt_runtime;
9614         }
9615
9616 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
9617         if (tg == &root_task_group) {
9618                 period = global_rt_period();
9619                 runtime = global_rt_runtime();
9620         }
9621 #endif
9622
9623         /*
9624          * Cannot have more runtime than the period.
9625          */
9626         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
9627                 return -EINVAL;
9628
9629         /*
9630          * Ensure we don't starve existing RT tasks.
9631          */
9632         if (rt_bandwidth_enabled() && !runtime && tg_has_rt_tasks(tg))
9633                 return -EBUSY;
9634
9635         total = to_ratio(period, runtime);
9636
9637         /*
9638          * Nobody can have more than the global setting allows.
9639          */
9640         if (total > to_ratio(global_rt_period(), global_rt_runtime()))
9641                 return -EINVAL;
9642
9643         /*
9644          * The sum of our children's runtime should not exceed our own.
9645          */
9646         list_for_each_entry_rcu(child, &tg->children, siblings) {
9647                 period = ktime_to_ns(child->rt_bandwidth.rt_period);
9648                 runtime = child->rt_bandwidth.rt_runtime;
9649
9650                 if (child == d->tg) {
9651                         period = d->rt_period;
9652                         runtime = d->rt_runtime;
9653                 }
9654
9655                 sum += to_ratio(period, runtime);
9656         }
9657
9658         if (sum > total)
9659                 return -EINVAL;
9660
9661         return 0;
9662 }
9663
9664 static int __rt_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime)
9665 {
9666         struct rt_schedulable_data data = {
9667                 .tg = tg,
9668                 .rt_period = period,
9669                 .rt_runtime = runtime,
9670         };
9671
9672         return walk_tg_tree(tg_schedulable, tg_nop, &data);
9673 }
9674
9675 static int tg_set_bandwidth(struct task_group *tg,
9676                 u64 rt_period, u64 rt_runtime)
9677 {
9678         int i, err = 0;
9679
9680         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
9681         read_lock(&tasklist_lock);
9682         err = __rt_schedulable(tg, rt_period, rt_runtime);
9683         if (err)
9684                 goto unlock;
9685
9686         spin_lock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
9687         tg->rt_bandwidth.rt_period = ns_to_ktime(rt_period);
9688         tg->rt_bandwidth.rt_runtime = rt_runtime;
9689
9690         for_each_possible_cpu(i) {
9691                 struct rt_rq *rt_rq = tg->rt_rq[i];
9692
9693                 spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9694                 rt_rq->rt_runtime = rt_runtime;
9695                 spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9696         }
9697         spin_unlock_irq(&tg->rt_bandwidth.rt_runtime_lock);
9698  unlock:
9699         read_unlock(&tasklist_lock);
9700         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
9701
9702         return err;
9703 }
9704
9705 int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us)
9706 {
9707         u64 rt_runtime, rt_period;
9708
9709         rt_period = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
9710         rt_runtime = (u64)rt_runtime_us * NSEC_PER_USEC;
9711         if (rt_runtime_us < 0)
9712                 rt_runtime = RUNTIME_INF;
9713
9714         return tg_set_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
9715 }
9716
9717 long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg)
9718 {
9719         u64 rt_runtime_us;
9720
9721         if (tg->rt_bandwidth.rt_runtime == RUNTIME_INF)
9722                 return -1;
9723
9724         rt_runtime_us = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
9725         do_div(rt_runtime_us, NSEC_PER_USEC);
9726         return rt_runtime_us;
9727 }
9728
9729 int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, long rt_period_us)
9730 {
9731         u64 rt_runtime, rt_period;
9732
9733         rt_period = (u64)rt_period_us * NSEC_PER_USEC;
9734         rt_runtime = tg->rt_bandwidth.rt_runtime;
9735
9736         if (rt_period == 0)
9737                 return -EINVAL;
9738
9739         return tg_set_bandwidth(tg, rt_period, rt_runtime);
9740 }
9741
9742 long sched_group_rt_period(struct task_group *tg)
9743 {
9744         u64 rt_period_us;
9745
9746         rt_period_us = ktime_to_ns(tg->rt_bandwidth.rt_period);
9747         do_div(rt_period_us, NSEC_PER_USEC);
9748         return rt_period_us;
9749 }
9750
9751 static int sched_rt_global_constraints(void)
9752 {
9753         u64 runtime, period;
9754         int ret = 0;
9755
9756         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
9757                 return -EINVAL;
9758
9759         runtime = global_rt_runtime();
9760         period = global_rt_period();
9761
9762         /*
9763          * Sanity check on the sysctl variables.
9764          */
9765         if (runtime > period && runtime != RUNTIME_INF)
9766                 return -EINVAL;
9767
9768         mutex_lock(&rt_constraints_mutex);
9769         read_lock(&tasklist_lock);
9770         ret = __rt_schedulable(NULL, 0, 0);
9771         read_unlock(&tasklist_lock);
9772         mutex_unlock(&rt_constraints_mutex);
9773
9774         return ret;
9775 }
9776
9777 int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk)
9778 {
9779         /* Don't accept realtime tasks when there is no way for them to run */
9780         if (rt_task(tsk) && tg->rt_bandwidth.rt_runtime == 0)
9781                 return 0;
9782
9783         return 1;
9784 }
9785
9786 #else /* !CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9787 static int sched_rt_global_constraints(void)
9788 {
9789         unsigned long flags;
9790         int i;
9791
9792         if (sysctl_sched_rt_period <= 0)
9793                 return -EINVAL;
9794
9795         spin_lock_irqsave(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
9796         for_each_possible_cpu(i) {
9797                 struct rt_rq *rt_rq = &cpu_rq(i)->rt;
9798
9799                 spin_lock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9800                 rt_rq->rt_runtime = global_rt_runtime();
9801                 spin_unlock(&rt_rq->rt_runtime_lock);
9802         }
9803         spin_unlock_irqrestore(&def_rt_bandwidth.rt_runtime_lock, flags);
9804
9805         return 0;
9806 }
9807 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9808
9809 int sched_rt_handler(struct ctl_table *table, int write,
9810                 struct file *filp, void __user *buffer, size_t *lenp,
9811                 loff_t *ppos)
9812 {
9813         int ret;
9814         int old_period, old_runtime;
9815         static DEFINE_MUTEX(mutex);
9816
9817         mutex_lock(&mutex);
9818         old_period = sysctl_sched_rt_period;
9819         old_runtime = sysctl_sched_rt_runtime;
9820
9821         ret = proc_dointvec(table, write, filp, buffer, lenp, ppos);
9822
9823         if (!ret && write) {
9824                 ret = sched_rt_global_constraints();
9825                 if (ret) {
9826                         sysctl_sched_rt_period = old_period;
9827                         sysctl_sched_rt_runtime = old_runtime;
9828                 } else {
9829                         def_rt_bandwidth.rt_runtime = global_rt_runtime();
9830                         def_rt_bandwidth.rt_period =
9831                                 ns_to_ktime(global_rt_period());
9832                 }
9833         }
9834         mutex_unlock(&mutex);
9835
9836         return ret;
9837 }
9838
9839 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9840
9841 /* return corresponding task_group object of a cgroup */
9842 static inline struct task_group *cgroup_tg(struct cgroup *cgrp)
9843 {
9844         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpu_cgroup_subsys_id),
9845                             struct task_group, css);
9846 }
9847
9848 static struct cgroup_subsys_state *
9849 cpu_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9850 {
9851         struct task_group *tg, *parent;
9852
9853         if (!cgrp->parent) {
9854                 /* This is early initialization for the top cgroup */
9855                 return &init_task_group.css;
9856         }
9857
9858         parent = cgroup_tg(cgrp->parent);
9859         tg = sched_create_group(parent);
9860         if (IS_ERR(tg))
9861                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9862
9863         return &tg->css;
9864 }
9865
9866 static void
9867 cpu_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
9868 {
9869         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
9870
9871         sched_destroy_group(tg);
9872 }
9873
9874 static int
9875 cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp,
9876                       struct task_struct *tsk)
9877 {
9878 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9879         if (!sched_rt_can_attach(cgroup_tg(cgrp), tsk))
9880                 return -EINVAL;
9881 #else
9882         /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
9883         if (tsk->sched_class != &fair_sched_class)
9884                 return -EINVAL;
9885 #endif
9886
9887         return 0;
9888 }
9889
9890 static void
9891 cpu_cgroup_attach(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp,
9892                         struct cgroup *old_cont, struct task_struct *tsk)
9893 {
9894         sched_move_task(tsk);
9895 }
9896
9897 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9898 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9899                                 u64 shareval)
9900 {
9901         return sched_group_set_shares(cgroup_tg(cgrp), shareval);
9902 }
9903
9904 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9905 {
9906         struct task_group *tg = cgroup_tg(cgrp);
9907
9908         return (u64) tg->shares;
9909 }
9910 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9911
9912 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9913 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
9914                                 s64 val)
9915 {
9916         return sched_group_set_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp), val);
9917 }
9918
9919 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9920 {
9921         return sched_group_rt_runtime(cgroup_tg(cgrp));
9922 }
9923
9924 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
9925                 u64 rt_period_us)
9926 {
9927         return sched_group_set_rt_period(cgroup_tg(cgrp), rt_period_us);
9928 }
9929
9930 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
9931 {
9932         return sched_group_rt_period(cgroup_tg(cgrp));
9933 }
9934 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9935
9936 static struct cftype cpu_files[] = {
9937 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9938         {
9939                 .name = "shares",
9940                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
9941                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
9942         },
9943 #endif
9944 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9945         {
9946                 .name = "rt_runtime_us",
9947                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
9948                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
9949         },
9950         {
9951                 .name = "rt_period_us",
9952                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
9953                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
9954         },
9955 #endif
9956 };
9957
9958 static int cpu_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
9959 {
9960         return cgroup_add_files(cont, ss, cpu_files, ARRAY_SIZE(cpu_files));
9961 }
9962
9963 struct cgroup_subsys cpu_cgroup_subsys = {
9964         .name           = "cpu",
9965         .create         = cpu_cgroup_create,
9966         .destroy        = cpu_cgroup_destroy,
9967         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
9968         .attach         = cpu_cgroup_attach,
9969         .populate       = cpu_cgroup_populate,
9970         .subsys_id      = cpu_cgroup_subsys_id,
9971         .early_init     = 1,
9972 };
9973
9974 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9975
9976 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
9977
9978 /*
9979  * CPU accounting code for task groups.
9980  *
9981  * Based on the work by Paul Menage (menage@google.com) and Balbir Singh
9982  * (balbir@in.ibm.com).
9983  */
9984
9985 /* track cpu usage of a group of tasks and its child groups */
9986 struct cpuacct {
9987         struct cgroup_subsys_state css;
9988         /* cpuusage holds pointer to a u64-type object on every cpu */
9989         u64 *cpuusage;
9990         struct percpu_counter cpustat[CPUACCT_STAT_NSTATS];
9991         struct cpuacct *parent;
9992 };
9993
9994 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys;
9995
9996 /* return cpu accounting group corresponding to this container */
9997 static inline struct cpuacct *cgroup_ca(struct cgroup *cgrp)
9998 {
9999         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpuacct_subsys_id),
10000                             struct cpuacct, css);
10001 }
10002
10003 /* return cpu accounting group to which this task belongs */
10004 static inline struct cpuacct *task_ca(struct task_struct *tsk)
10005 {
10006         return container_of(task_subsys_state(tsk, cpuacct_subsys_id),
10007                             struct cpuacct, css);
10008 }
10009
10010 /* create a new cpu accounting group */
10011 static struct cgroup_subsys_state *cpuacct_create(
10012         struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
10013 {
10014         struct cpuacct *ca = kzalloc(sizeof(*ca), GFP_KERNEL);
10015         int i;
10016
10017         if (!ca)
10018                 goto out;
10019
10020         ca->cpuusage = alloc_percpu(u64);
10021         if (!ca->cpuusage)
10022                 goto out_free_ca;
10023
10024         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++)
10025                 if (percpu_counter_init(&ca->cpustat[i], 0))
10026                         goto out_free_counters;
10027
10028         if (cgrp->parent)
10029                 ca->parent = cgroup_ca(cgrp->parent);
10030
10031         return &ca->css;
10032
10033 out_free_counters:
10034         while (--i >= 0)
10035                 percpu_counter_destroy(&ca->cpustat[i]);
10036         free_percpu(ca->cpuusage);
10037 out_free_ca:
10038         kfree(ca);
10039 out:
10040         return ERR_PTR(-ENOMEM);
10041 }
10042
10043 /* destroy an existing cpu accounting group */
10044 static void
10045 cpuacct_destroy(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
10046 {
10047         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
10048         int i;
10049
10050         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++)
10051                 percpu_counter_destroy(&ca->cpustat[i]);
10052         free_percpu(ca->cpuusage);
10053         kfree(ca);
10054 }
10055
10056 static u64 cpuacct_cpuusage_read(struct cpuacct *ca, int cpu)
10057 {
10058         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
10059         u64 data;
10060
10061 #ifndef CONFIG_64BIT
10062         /*
10063          * Take rq->lock to make 64-bit read safe on 32-bit platforms.
10064          */
10065         spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
10066         data = *cpuusage;
10067         spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
10068 #else
10069         data = *cpuusage;
10070 #endif
10071
10072         return data;
10073 }
10074
10075 static void cpuacct_cpuusage_write(struct cpuacct *ca, int cpu, u64 val)
10076 {
10077         u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
10078
10079 #ifndef CONFIG_64BIT
10080         /*
10081          * Take rq->lock to make 64-bit write safe on 32-bit platforms.
10082          */
10083         spin_lock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
10084         *cpuusage = val;
10085         spin_unlock_irq(&cpu_rq(cpu)->lock);
10086 #else
10087         *cpuusage = val;
10088 #endif
10089 }
10090
10091 /* return total cpu usage (in nanoseconds) of a group */
10092 static u64 cpuusage_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
10093 {
10094         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
10095         u64 totalcpuusage = 0;
10096         int i;
10097
10098         for_each_present_cpu(i)
10099                 totalcpuusage += cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
10100
10101         return totalcpuusage;
10102 }
10103
10104 static int cpuusage_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cftype,
10105                                                                 u64 reset)
10106 {
10107         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
10108         int err = 0;
10109         int i;
10110
10111         if (reset) {
10112                 err = -EINVAL;
10113                 goto out;
10114         }
10115
10116         for_each_present_cpu(i)
10117                 cpuacct_cpuusage_write(ca, i, 0);
10118
10119 out:
10120         return err;
10121 }
10122
10123 static int cpuacct_percpu_seq_read(struct cgroup *cgroup, struct cftype *cft,
10124                                    struct seq_file *m)
10125 {
10126         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgroup);
10127         u64 percpu;
10128         int i;
10129
10130         for_each_present_cpu(i) {
10131                 percpu = cpuacct_cpuusage_read(ca, i);
10132                 seq_printf(m, "%llu ", (unsigned long long) percpu);
10133         }
10134         seq_printf(m, "\n");
10135         return 0;
10136 }
10137
10138 static const char *cpuacct_stat_desc[] = {
10139         [CPUACCT_STAT_USER] = "user",
10140         [CPUACCT_STAT_SYSTEM] = "system",
10141 };
10142
10143 static int cpuacct_stats_show(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
10144                 struct cgroup_map_cb *cb)
10145 {
10146         struct cpuacct *ca = cgroup_ca(cgrp);
10147         int i;
10148
10149         for (i = 0; i < CPUACCT_STAT_NSTATS; i++) {
10150                 s64 val = percpu_counter_read(&ca->cpustat[i]);
10151                 val = cputime64_to_clock_t(val);
10152                 cb->fill(cb, cpuacct_stat_desc[i], val);
10153         }
10154         return 0;
10155 }
10156
10157 static struct cftype files[] = {
10158         {
10159                 .name = "usage",
10160                 .read_u64 = cpuusage_read,
10161                 .write_u64 = cpuusage_write,
10162         },
10163         {
10164                 .name = "usage_percpu",
10165                 .read_seq_string = cpuacct_percpu_seq_read,
10166         },
10167         {
10168                 .name = "stat",
10169                 .read_map = cpuacct_stats_show,
10170         },
10171 };
10172
10173 static int cpuacct_populate(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cgrp)
10174 {
10175         return cgroup_add_files(cgrp, ss, files, ARRAY_SIZE(files));
10176 }
10177
10178 /*
10179  * charge this task's execution time to its accounting group.
10180  *
10181  * called with rq->lock held.
10182  */
10183 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime)
10184 {
10185         struct cpuacct *ca;
10186         int cpu;
10187
10188         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
10189                 return;
10190
10191         cpu = task_cpu(tsk);
10192
10193         rcu_read_lock();
10194
10195         ca = task_ca(tsk);
10196
10197         for (; ca; ca = ca->parent) {
10198                 u64 *cpuusage = per_cpu_ptr(ca->cpuusage, cpu);
10199                 *cpuusage += cputime;
10200         }
10201
10202         rcu_read_unlock();
10203 }
10204
10205 /*
10206  * Charge the system/user time to the task's accounting group.
10207  */
10208 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
10209                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val)
10210 {
10211         struct cpuacct *ca;
10212
10213         if (unlikely(!cpuacct_subsys.active))
10214                 return;
10215
10216         rcu_read_lock();
10217         ca = task_ca(tsk);
10218
10219         do {
10220                 percpu_counter_add(&ca->cpustat[idx], val);
10221                 ca = ca->parent;
10222         } while (ca);
10223         rcu_read_unlock();
10224 }
10225
10226 struct cgroup_subsys cpuacct_subsys = {
10227         .name = "cpuacct",
10228         .create = cpuacct_create,
10229         .destroy = cpuacct_destroy,
10230         .populate = cpuacct_populate,
10231         .subsys_id = cpuacct_subsys_id,
10232 };
10233 #endif  /* CONFIG_CGROUP_CPUACCT */