Merge branch 'for-linus' of git://repo.or.cz/cris-mirror
[kernel.git] / kernel / sched.c
1 /*
2  *  kernel/sched.c
3  *
4  *  Kernel scheduler and related syscalls
5  *
6  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
7  *
8  *  1996-12-23  Modified by Dave Grothe to fix bugs in semaphores and
9  *              make semaphores SMP safe
10  *  1998-11-19  Implemented schedule_timeout() and related stuff
11  *              by Andrea Arcangeli
12  *  2002-01-04  New ultra-scalable O(1) scheduler by Ingo Molnar:
13  *              hybrid priority-list and round-robin design with
14  *              an array-switch method of distributing timeslices
15  *              and per-CPU runqueues.  Cleanups and useful suggestions
16  *              by Davide Libenzi, preemptible kernel bits by Robert Love.
17  *  2003-09-03  Interactivity tuning by Con Kolivas.
18  *  2004-04-02  Scheduler domains code by Nick Piggin
19  *  2007-04-15  Work begun on replacing all interactivity tuning with a
20  *              fair scheduling design by Con Kolivas.
21  *  2007-05-05  Load balancing (smp-nice) and other improvements
22  *              by Peter Williams
23  *  2007-05-06  Interactivity improvements to CFS by Mike Galbraith
24  *  2007-07-01  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
25  *  2007-11-29  RT balancing improvements by Steven Rostedt, Gregory Haskins,
26  *              Thomas Gleixner, Mike Kravetz
27  */
28
29 #include <linux/mm.h>
30 #include <linux/module.h>
31 #include <linux/nmi.h>
32 #include <linux/init.h>
33 #include <linux/uaccess.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <linux/smp_lock.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37 #include <linux/interrupt.h>
38 #include <linux/capability.h>
39 #include <linux/completion.h>
40 #include <linux/kernel_stat.h>
41 #include <linux/debug_locks.h>
42 #include <linux/security.h>
43 #include <linux/notifier.h>
44 #include <linux/profile.h>
45 #include <linux/freezer.h>
46 #include <linux/vmalloc.h>
47 #include <linux/blkdev.h>
48 #include <linux/delay.h>
49 #include <linux/pid_namespace.h>
50 #include <linux/smp.h>
51 #include <linux/threads.h>
52 #include <linux/timer.h>
53 #include <linux/rcupdate.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/cpuset.h>
56 #include <linux/percpu.h>
57 #include <linux/kthread.h>
58 #include <linux/proc_fs.h>
59 #include <linux/seq_file.h>
60 #include <linux/sysctl.h>
61 #include <linux/syscalls.h>
62 #include <linux/times.h>
63 #include <linux/tsacct_kern.h>
64 #include <linux/kprobes.h>
65 #include <linux/delayacct.h>
66 #include <linux/reciprocal_div.h>
67 #include <linux/unistd.h>
68 #include <linux/pagemap.h>
69 #include <linux/hrtimer.h>
70 #include <linux/tick.h>
71 #include <linux/bootmem.h>
72 #include <linux/debugfs.h>
73 #include <linux/ctype.h>
74 #include <linux/ftrace.h>
75 #include <trace/sched.h>
76
77 #include <asm/tlb.h>
78 #include <asm/irq_regs.h>
79
80 #include "sched_cpupri.h"
81
82 /*
83  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
84  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
85  * and back.
86  */
87 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
88 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
89 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
90
91 /*
92  * 'User priority' is the nice value converted to something we
93  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
94  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
95  */
96 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
97 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
98 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
99
100 /*
101  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
102  */
103 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
104
105 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
106 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
107
108 /*
109  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
110  *
111  * default timeslice is 100 msecs (used only for SCHED_RR tasks).
112  * Timeslices get refilled after they expire.
113  */
114 #define DEF_TIMESLICE           (100 * HZ / 1000)
115
116 /*
117  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
118  */
119 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
120
121 DEFINE_TRACE(sched_wait_task);
122 DEFINE_TRACE(sched_wakeup);
123 DEFINE_TRACE(sched_wakeup_new);
124 DEFINE_TRACE(sched_switch);
125 DEFINE_TRACE(sched_migrate_task);
126
127 #ifdef CONFIG_SMP
128
129 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
130
131 /*
132  * Divide a load by a sched group cpu_power : (load / sg->__cpu_power)
133  * Since cpu_power is a 'constant', we can use a reciprocal divide.
134  */
135 static inline u32 sg_div_cpu_power(const struct sched_group *sg, u32 load)
136 {
137         return reciprocal_divide(load, sg->reciprocal_cpu_power);
138 }
139
140 /*
141  * Each time a sched group cpu_power is changed,
142  * we must compute its reciprocal value
143  */
144 static inline void sg_inc_cpu_power(struct sched_group *sg, u32 val)
145 {
146         sg->__cpu_power += val;
147         sg->reciprocal_cpu_power = reciprocal_value(sg->__cpu_power);
148 }
149 #endif
150
151 static inline int rt_policy(int policy)
152 {
153         if (unlikely(policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR))
154                 return 1;
155         return 0;
156 }
157
158 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
159 {
160         return rt_policy(p->policy);
161 }
162
163 /*
164  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
165  */
166 struct rt_prio_array {
167         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
168         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
169 };
170
171 struct rt_bandwidth {
172         /* nests inside the rq lock: */
173         spinlock_t              rt_runtime_lock;
174         ktime_t                 rt_period;
175         u64                     rt_runtime;
176         struct hrtimer          rt_period_timer;
177 };
178
179 static struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
180
181 static int do_sched_rt_period_timer(struct rt_bandwidth *rt_b, int overrun);
182
183 static enum hrtimer_restart sched_rt_period_timer(struct hrtimer *timer)
184 {
185         struct rt_bandwidth *rt_b =
186                 container_of(timer, struct rt_bandwidth, rt_period_timer);
187         ktime_t now;
188         int overrun;
189         int idle = 0;
190
191         for (;;) {
192                 now = hrtimer_cb_get_time(timer);
193                 overrun = hrtimer_forward(timer, now, rt_b->rt_period);
194
195                 if (!overrun)
196                         break;
197
198                 idle = do_sched_rt_period_timer(rt_b, overrun);
199         }
200
201         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
202 }
203
204 static
205 void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime)
206 {
207         rt_b->rt_period = ns_to_ktime(period);
208         rt_b->rt_runtime = runtime;
209
210         spin_lock_init(&rt_b->rt_runtime_lock);
211
212         hrtimer_init(&rt_b->rt_period_timer,
213                         CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
214         rt_b->rt_period_timer.function = sched_rt_period_timer;
215 }
216
217 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
218 {
219         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
220 }
221
222 static void start_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
223 {
224         ktime_t now;
225
226         if (!rt_bandwidth_enabled() || rt_b->rt_runtime == RUNTIME_INF)
227                 return;
228
229         if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
230                 return;
231
232         spin_lock(&rt_b->rt_runtime_lock);
233         for (;;) {
234                 unsigned long delta;
235                 ktime_t soft, hard;
236
237                 if (hrtimer_active(&rt_b->rt_period_timer))
238                         break;
239
240                 now = hrtimer_cb_get_time(&rt_b->rt_period_timer);
241                 hrtimer_forward(&rt_b->rt_period_timer, now, rt_b->rt_period);
242
243                 soft = hrtimer_get_softexpires(&rt_b->rt_period_timer);
244                 hard = hrtimer_get_expires(&rt_b->rt_period_timer);
245                 delta = ktime_to_ns(ktime_sub(hard, soft));
246                 __hrtimer_start_range_ns(&rt_b->rt_period_timer, soft, delta,
247                                 HRTIMER_MODE_ABS, 0);
248         }
249         spin_unlock(&rt_b->rt_runtime_lock);
250 }
251
252 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
253 static void destroy_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b)
254 {
255         hrtimer_cancel(&rt_b->rt_period_timer);
256 }
257 #endif
258
259 /*
260  * sched_domains_mutex serializes calls to arch_init_sched_domains,
261  * detach_destroy_domains and partition_sched_domains.
262  */
263 static DEFINE_MUTEX(sched_domains_mutex);
264
265 #ifdef CONFIG_GROUP_SCHED
266
267 #include <linux/cgroup.h>
268
269 struct cfs_rq;
270
271 static LIST_HEAD(task_groups);
272
273 /* task group related information */
274 struct task_group {
275 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
276         struct cgroup_subsys_state css;
277 #endif
278
279 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
280         uid_t uid;
281 #endif
282
283 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
284         /* schedulable entities of this group on each cpu */
285         struct sched_entity **se;
286         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
287         struct cfs_rq **cfs_rq;
288         unsigned long shares;
289 #endif
290
291 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
292         struct sched_rt_entity **rt_se;
293         struct rt_rq **rt_rq;
294
295         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
296 #endif
297
298         struct rcu_head rcu;
299         struct list_head list;
300
301         struct task_group *parent;
302         struct list_head siblings;
303         struct list_head children;
304 };
305
306 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
307
308 /* Helper function to pass uid information to create_sched_user() */
309 void set_tg_uid(struct user_struct *user)
310 {
311         user->tg->uid = user->uid;
312 }
313
314 /*
315  * Root task group.
316  *      Every UID task group (including init_task_group aka UID-0) will
317  *      be a child to this group.
318  */
319 struct task_group root_task_group;
320
321 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
322 /* Default task group's sched entity on each cpu */
323 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_entity, init_sched_entity);
324 /* Default task group's cfs_rq on each cpu */
325 static DEFINE_PER_CPU(struct cfs_rq, init_cfs_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
326 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
327
328 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
329 static DEFINE_PER_CPU(struct sched_rt_entity, init_sched_rt_entity);
330 static DEFINE_PER_CPU(struct rt_rq, init_rt_rq) ____cacheline_aligned_in_smp;
331 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
332 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
333 #define root_task_group init_task_group
334 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
335
336 /* task_group_lock serializes add/remove of task groups and also changes to
337  * a task group's cpu shares.
338  */
339 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
340
341 #ifdef CONFIG_SMP
342 static int root_task_group_empty(void)
343 {
344         return list_empty(&root_task_group.children);
345 }
346 #endif
347
348 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
349 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
350 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   (2*NICE_0_LOAD)
351 #else /* !CONFIG_USER_SCHED */
352 # define INIT_TASK_GROUP_LOAD   NICE_0_LOAD
353 #endif /* CONFIG_USER_SCHED */
354
355 /*
356  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
357  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
358  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
359  * too large, so as the shares value of a task group.
360  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
361  *  limitation from this.)
362  */
363 #define MIN_SHARES      2
364 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
365
366 static int init_task_group_load = INIT_TASK_GROUP_LOAD;
367 #endif
368
369 /* Default task group.
370  *      Every task in system belong to this group at bootup.
371  */
372 struct task_group init_task_group;
373
374 /* return group to which a task belongs */
375 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
376 {
377         struct task_group *tg;
378
379 #ifdef CONFIG_USER_SCHED
380         rcu_read_lock();
381         tg = __task_cred(p)->user->tg;
382         rcu_read_unlock();
383 #elif defined(CONFIG_CGROUP_SCHED)
384         tg = container_of(task_subsys_state(p, cpu_cgroup_subsys_id),
385                                 struct task_group, css);
386 #else
387         tg = &init_task_group;
388 #endif
389         return tg;
390 }
391
392 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
393 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
394 {
395 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
396         p->se.cfs_rq = task_group(p)->cfs_rq[cpu];
397         p->se.parent = task_group(p)->se[cpu];
398 #endif
399
400 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
401         p->rt.rt_rq  = task_group(p)->rt_rq[cpu];
402         p->rt.parent = task_group(p)->rt_se[cpu];
403 #endif
404 }
405
406 #else
407
408 #ifdef CONFIG_SMP
409 static int root_task_group_empty(void)
410 {
411         return 1;
412 }
413 #endif
414
415 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
416 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
417 {
418         return NULL;
419 }
420
421 #endif  /* CONFIG_GROUP_SCHED */
422
423 /* CFS-related fields in a runqueue */
424 struct cfs_rq {
425         struct load_weight load;
426         unsigned long nr_running;
427
428         u64 exec_clock;
429         u64 min_vruntime;
430
431         struct rb_root tasks_timeline;
432         struct rb_node *rb_leftmost;
433
434         struct list_head tasks;
435         struct list_head *balance_iterator;
436
437         /*
438          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
439          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
440          */
441         struct sched_entity *curr, *next, *last;
442
443         unsigned int nr_spread_over;
444
445 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
446         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
447
448         /*
449          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
450          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
451          * (like users, containers etc.)
452          *
453          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
454          * list is used during load balance.
455          */
456         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
457         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
458
459 #ifdef CONFIG_SMP
460         /*
461          * the part of load.weight contributed by tasks
462          */
463         unsigned long task_weight;
464
465         /*
466          *   h_load = weight * f(tg)
467          *
468          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
469          * this group.
470          */
471         unsigned long h_load;
472
473         /*
474          * this cpu's part of tg->shares
475          */
476         unsigned long shares;
477
478         /*
479          * load.weight at the time we set shares
480          */
481         unsigned long rq_weight;
482 #endif
483 #endif
484 };
485
486 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
487 struct rt_rq {
488         struct rt_prio_array active;
489         unsigned long rt_nr_running;
490 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
491         struct {
492                 int curr; /* highest queued rt task prio */
493 #ifdef CONFIG_SMP
494                 int next; /* next highest */
495 #endif
496         } highest_prio;
497 #endif
498 #ifdef CONFIG_SMP
499         unsigned long rt_nr_migratory;
500         int overloaded;
501         struct plist_head pushable_tasks;
502 #endif
503         int rt_throttled;
504         u64 rt_time;
505         u64 rt_runtime;
506         /* Nests inside the rq lock: */
507         spinlock_t rt_runtime_lock;
508
509 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
510         unsigned long rt_nr_boosted;
511
512         struct rq *rq;
513         struct list_head leaf_rt_rq_list;
514         struct task_group *tg;
515         struct sched_rt_entity *rt_se;
516 #endif
517 };
518
519 #ifdef CONFIG_SMP
520
521 /*
522  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
523  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
524  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
525  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
526  * object.
527  *
528  */
529 struct root_domain {
530         atomic_t refcount;
531         cpumask_var_t span;
532         cpumask_var_t online;
533
534         /*
535          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
536          * one runnable RT task.
537          */
538         cpumask_var_t rto_mask;
539         atomic_t rto_count;
540 #ifdef CONFIG_SMP
541         struct cpupri cpupri;
542 #endif
543 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
544         /*
545          * Preferred wake up cpu nominated by sched_mc balance that will be
546          * used when most cpus are idle in the system indicating overall very
547          * low system utilisation. Triggered at POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP(2)
548          */
549         unsigned int sched_mc_preferred_wakeup_cpu;
550 #endif
551 };
552
553 /*
554  * By default the system creates a single root-domain with all cpus as
555  * members (mimicking the global state we have today).
556  */
557 static struct root_domain def_root_domain;
558
559 #endif
560
561 /*
562  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
563  *
564  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
565  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
566  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
567  */
568 struct rq {
569         /* runqueue lock: */
570         spinlock_t lock;
571
572         /*
573          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
574          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
575          */
576         unsigned long nr_running;
577         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
578         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
579 #ifdef CONFIG_NO_HZ
580         unsigned long last_tick_seen;
581         unsigned char in_nohz_recently;
582 #endif
583         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
584         struct load_weight load;
585         unsigned long nr_load_updates;
586         u64 nr_switches;
587
588         struct cfs_rq cfs;
589         struct rt_rq rt;
590
591 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
592         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
593         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
594 #endif
595 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
596         struct list_head leaf_rt_rq_list;
597 #endif
598
599         /*
600          * This is part of a global counter where only the total sum
601          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
602          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
603          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
604          */
605         unsigned long nr_uninterruptible;
606
607         struct task_struct *curr, *idle;
608         unsigned long next_balance;
609         struct mm_struct *prev_mm;
610
611         u64 clock;
612
613         atomic_t nr_iowait;
614
615 #ifdef CONFIG_SMP
616         struct root_domain *rd;
617         struct sched_domain *sd;
618
619         unsigned char idle_at_tick;
620         /* For active balancing */
621         int active_balance;
622         int push_cpu;
623         /* cpu of this runqueue: */
624         int cpu;
625         int online;
626
627         unsigned long avg_load_per_task;
628
629         struct task_struct *migration_thread;
630         struct list_head migration_queue;
631 #endif
632
633 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
634 #ifdef CONFIG_SMP
635         int hrtick_csd_pending;
636         struct call_single_data hrtick_csd;
637 #endif
638         struct hrtimer hrtick_timer;
639 #endif
640
641 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
642         /* latency stats */
643         struct sched_info rq_sched_info;
644         unsigned long long rq_cpu_time;
645         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
646
647         /* sys_sched_yield() stats */
648         unsigned int yld_count;
649
650         /* schedule() stats */
651         unsigned int sched_switch;
652         unsigned int sched_count;
653         unsigned int sched_goidle;
654
655         /* try_to_wake_up() stats */
656         unsigned int ttwu_count;
657         unsigned int ttwu_local;
658
659         /* BKL stats */
660         unsigned int bkl_count;
661 #endif
662 };
663
664 static DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
665
666 static inline void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sync)
667 {
668         rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, sync);
669 }
670
671 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
672 {
673 #ifdef CONFIG_SMP
674         return rq->cpu;
675 #else
676         return 0;
677 #endif
678 }
679
680 /*
681  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
682  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
683  *
684  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
685  * preempt-disabled sections.
686  */
687 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
688         for (__sd = rcu_dereference(cpu_rq(cpu)->sd); __sd; __sd = __sd->parent)
689
690 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
691 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
692 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
693 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
694
695 static inline void update_rq_clock(struct rq *rq)
696 {
697         rq->clock = sched_clock_cpu(cpu_of(rq));
698 }
699
700 /*
701  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
702  */
703 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
704 # define const_debug __read_mostly
705 #else
706 # define const_debug static const
707 #endif
708
709 /**
710  * runqueue_is_locked
711  *
712  * Returns true if the current cpu runqueue is locked.
713  * This interface allows printk to be called with the runqueue lock
714  * held and know whether or not it is OK to wake up the klogd.
715  */
716 int runqueue_is_locked(void)
717 {
718         int cpu = get_cpu();
719         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
720         int ret;
721
722         ret = spin_is_locked(&rq->lock);
723         put_cpu();
724         return ret;
725 }
726
727 /*
728  * Debugging: various feature bits
729  */
730
731 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
732         __SCHED_FEAT_##name ,
733
734 enum {
735 #include "sched_features.h"
736 };
737
738 #undef SCHED_FEAT
739
740 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
741         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
742
743 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
744 #include "sched_features.h"
745         0;
746
747 #undef SCHED_FEAT
748
749 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
750 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
751         #name ,
752
753 static __read_mostly char *sched_feat_names[] = {
754 #include "sched_features.h"
755         NULL
756 };
757
758 #undef SCHED_FEAT
759
760 static int sched_feat_show(struct seq_file *m, void *v)
761 {
762         int i;
763
764         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
765                 if (!(sysctl_sched_features & (1UL << i)))
766                         seq_puts(m, "NO_");
767                 seq_printf(m, "%s ", sched_feat_names[i]);
768         }
769         seq_puts(m, "\n");
770
771         return 0;
772 }
773
774 static ssize_t
775 sched_feat_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
776                 size_t cnt, loff_t *ppos)
777 {
778         char buf[64];
779         char *cmp = buf;
780         int neg = 0;
781         int i;
782
783         if (cnt > 63)
784                 cnt = 63;
785
786         if (copy_from_user(&buf, ubuf, cnt))
787                 return -EFAULT;
788
789         buf[cnt] = 0;
790
791         if (strncmp(buf, "NO_", 3) == 0) {
792                 neg = 1;
793                 cmp += 3;
794         }
795
796         for (i = 0; sched_feat_names[i]; i++) {
797                 int len = strlen(sched_feat_names[i]);
798
799                 if (strncmp(cmp, sched_feat_names[i], len) == 0) {
800                         if (neg)
801                                 sysctl_sched_features &= ~(1UL << i);
802                         else
803                                 sysctl_sched_features |= (1UL << i);
804                         break;
805                 }
806         }
807
808         if (!sched_feat_names[i])
809                 return -EINVAL;
810
811         filp->f_pos += cnt;
812
813         return cnt;
814 }
815
816 static int sched_feat_open(struct inode *inode, struct file *filp)
817 {
818         return single_open(filp, sched_feat_show, NULL);
819 }
820
821 static struct file_operations sched_feat_fops = {
822         .open           = sched_feat_open,
823         .write          = sched_feat_write,
824         .read           = seq_read,
825         .llseek         = seq_lseek,
826         .release        = single_release,
827 };
828
829 static __init int sched_init_debug(void)
830 {
831         debugfs_create_file("sched_features", 0644, NULL, NULL,
832                         &sched_feat_fops);
833
834         return 0;
835 }
836 late_initcall(sched_init_debug);
837
838 #endif
839
840 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
841
842 /*
843  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
844  * Limited because this is done with IRQs disabled.
845  */
846 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
847
848 /*
849  * ratelimit for updating the group shares.
850  * default: 0.25ms
851  */
852 unsigned int sysctl_sched_shares_ratelimit = 250000;
853
854 /*
855  * Inject some fuzzyness into changing the per-cpu group shares
856  * this avoids remote rq-locks at the expense of fairness.
857  * default: 4
858  */
859 unsigned int sysctl_sched_shares_thresh = 4;
860
861 /*
862  * period over which we measure -rt task cpu usage in us.
863  * default: 1s
864  */
865 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
866
867 static __read_mostly int scheduler_running;
868
869 /*
870  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
871  * default: 0.95s
872  */
873 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
874
875 static inline u64 global_rt_period(void)
876 {
877         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
878 }
879
880 static inline u64 global_rt_runtime(void)
881 {
882         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
883                 return RUNTIME_INF;
884
885         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
886 }
887
888 #ifndef prepare_arch_switch
889 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
890 #endif
891 #ifndef finish_arch_switch
892 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
893 #endif
894
895 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
896 {
897         return rq->curr == p;
898 }
899
900 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
901 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
902 {
903         return task_current(rq, p);
904 }
905
906 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
907 {
908 }
909
910 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
911 {
912 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
913         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
914         rq->lock.owner = current;
915 #endif
916         /*
917          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
918          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
919          * prev into current:
920          */
921         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
922
923         spin_unlock_irq(&rq->lock);
924 }
925
926 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
927 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
928 {
929 #ifdef CONFIG_SMP
930         return p->oncpu;
931 #else
932         return task_current(rq, p);
933 #endif
934 }
935
936 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
937 {
938 #ifdef CONFIG_SMP
939         /*
940          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
941          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
942          * here.
943          */
944         next->oncpu = 1;
945 #endif
946 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
947         spin_unlock_irq(&rq->lock);
948 #else
949         spin_unlock(&rq->lock);
950 #endif
951 }
952
953 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
954 {
955 #ifdef CONFIG_SMP
956         /*
957          * After ->oncpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
958          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
959          * finished.
960          */
961         smp_wmb();
962         prev->oncpu = 0;
963 #endif
964 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
965         local_irq_enable();
966 #endif
967 }
968 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
969
970 /*
971  * __task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on.
972  * Must be called interrupts disabled.
973  */
974 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
975         __acquires(rq->lock)
976 {
977         for (;;) {
978                 struct rq *rq = task_rq(p);
979                 spin_lock(&rq->lock);
980                 if (likely(rq == task_rq(p)))
981                         return rq;
982                 spin_unlock(&rq->lock);
983         }
984 }
985
986 /*
987  * task_rq_lock - lock the runqueue a given task resides on and disable
988  * interrupts. Note the ordering: we can safely lookup the task_rq without
989  * explicitly disabling preemption.
990  */
991 static struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
992         __acquires(rq->lock)
993 {
994         struct rq *rq;
995
996         for (;;) {
997                 local_irq_save(*flags);
998                 rq = task_rq(p);
999                 spin_lock(&rq->lock);
1000                 if (likely(rq == task_rq(p)))
1001                         return rq;
1002                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
1003         }
1004 }
1005
1006 void task_rq_unlock_wait(struct task_struct *p)
1007 {
1008         struct rq *rq = task_rq(p);
1009
1010         smp_mb(); /* spin-unlock-wait is not a full memory barrier */
1011         spin_unlock_wait(&rq->lock);
1012 }
1013
1014 static void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1015         __releases(rq->lock)
1016 {
1017         spin_unlock(&rq->lock);
1018 }
1019
1020 static inline void task_rq_unlock(struct rq *rq, unsigned long *flags)
1021         __releases(rq->lock)
1022 {
1023         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, *flags);
1024 }
1025
1026 /*
1027  * this_rq_lock - lock this runqueue and disable interrupts.
1028  */
1029 static struct rq *this_rq_lock(void)
1030         __acquires(rq->lock)
1031 {
1032         struct rq *rq;
1033
1034         local_irq_disable();
1035         rq = this_rq();
1036         spin_lock(&rq->lock);
1037
1038         return rq;
1039 }
1040
1041 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1042 /*
1043  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
1044  *
1045  * Its all a bit involved since we cannot program an hrt while holding the
1046  * rq->lock. So what we do is store a state in in rq->hrtick_* and ask for a
1047  * reschedule event.
1048  *
1049  * When we get rescheduled we reprogram the hrtick_timer outside of the
1050  * rq->lock.
1051  */
1052
1053 /*
1054  * Use hrtick when:
1055  *  - enabled by features
1056  *  - hrtimer is actually high res
1057  */
1058 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1059 {
1060         if (!sched_feat(HRTICK))
1061                 return 0;
1062         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1063                 return 0;
1064         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1065 }
1066
1067 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
1068 {
1069         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
1070                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
1071 }
1072
1073 /*
1074  * High-resolution timer tick.
1075  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
1076  */
1077 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
1078 {
1079         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
1080
1081         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
1082
1083         spin_lock(&rq->lock);
1084         update_rq_clock(rq);
1085         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
1086         spin_unlock(&rq->lock);
1087
1088         return HRTIMER_NORESTART;
1089 }
1090
1091 #ifdef CONFIG_SMP
1092 /*
1093  * called from hardirq (IPI) context
1094  */
1095 static void __hrtick_start(void *arg)
1096 {
1097         struct rq *rq = arg;
1098
1099         spin_lock(&rq->lock);
1100         hrtimer_restart(&rq->hrtick_timer);
1101         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1102         spin_unlock(&rq->lock);
1103 }
1104
1105 /*
1106  * Called to set the hrtick timer state.
1107  *
1108  * called with rq->lock held and irqs disabled
1109  */
1110 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1111 {
1112         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
1113         ktime_t time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delay);
1114
1115         hrtimer_set_expires(timer, time);
1116
1117         if (rq == this_rq()) {
1118                 hrtimer_restart(timer);
1119         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
1120                 __smp_call_function_single(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd, 0);
1121                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
1122         }
1123 }
1124
1125 static int
1126 hotplug_hrtick(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu)
1127 {
1128         int cpu = (int)(long)hcpu;
1129
1130         switch (action) {
1131         case CPU_UP_CANCELED:
1132         case CPU_UP_CANCELED_FROZEN:
1133         case CPU_DOWN_PREPARE:
1134         case CPU_DOWN_PREPARE_FROZEN:
1135         case CPU_DEAD:
1136         case CPU_DEAD_FROZEN:
1137                 hrtick_clear(cpu_rq(cpu));
1138                 return NOTIFY_OK;
1139         }
1140
1141         return NOTIFY_DONE;
1142 }
1143
1144 static __init void init_hrtick(void)
1145 {
1146         hotcpu_notifier(hotplug_hrtick, 0);
1147 }
1148 #else
1149 /*
1150  * Called to set the hrtick timer state.
1151  *
1152  * called with rq->lock held and irqs disabled
1153  */
1154 static void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
1155 {
1156         __hrtimer_start_range_ns(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay), 0,
1157                         HRTIMER_MODE_REL, 0);
1158 }
1159
1160 static inline void init_hrtick(void)
1161 {
1162 }
1163 #endif /* CONFIG_SMP */
1164
1165 static void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1166 {
1167 #ifdef CONFIG_SMP
1168         rq->hrtick_csd_pending = 0;
1169
1170         rq->hrtick_csd.flags = 0;
1171         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
1172         rq->hrtick_csd.info = rq;
1173 #endif
1174
1175         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1176         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
1177 }
1178 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1179 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
1180 {
1181 }
1182
1183 static inline void init_rq_hrtick(struct rq *rq)
1184 {
1185 }
1186
1187 static inline void init_hrtick(void)
1188 {
1189 }
1190 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1191
1192 /*
1193  * resched_task - mark a task 'to be rescheduled now'.
1194  *
1195  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1196  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1197  * the target CPU.
1198  */
1199 #ifdef CONFIG_SMP
1200
1201 #ifndef tsk_is_polling
1202 #define tsk_is_polling(t) test_tsk_thread_flag(t, TIF_POLLING_NRFLAG)
1203 #endif
1204
1205 static void resched_task(struct task_struct *p)
1206 {
1207         int cpu;
1208
1209         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1210
1211         if (test_tsk_need_resched(p))
1212                 return;
1213
1214         set_tsk_need_resched(p);
1215
1216         cpu = task_cpu(p);
1217         if (cpu == smp_processor_id())
1218                 return;
1219
1220         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1221         smp_mb();
1222         if (!tsk_is_polling(p))
1223                 smp_send_reschedule(cpu);
1224 }
1225
1226 static void resched_cpu(int cpu)
1227 {
1228         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1229         unsigned long flags;
1230
1231         if (!spin_trylock_irqsave(&rq->lock, flags))
1232                 return;
1233         resched_task(cpu_curr(cpu));
1234         spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1235 }
1236
1237 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1238 /*
1239  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1240  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1241  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1242  * idle system the next event might even be infinite time into the
1243  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1244  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1245  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1246  * wheel for the next timer event.
1247  */
1248 void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1249 {
1250         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1251
1252         if (cpu == smp_processor_id())
1253                 return;
1254
1255         /*
1256          * This is safe, as this function is called with the timer
1257          * wheel base lock of (cpu) held. When the CPU is on the way
1258          * to idle and has not yet set rq->curr to idle then it will
1259          * be serialized on the timer wheel base lock and take the new
1260          * timer into account automatically.
1261          */
1262         if (rq->curr != rq->idle)
1263                 return;
1264
1265         /*
1266          * We can set TIF_RESCHED on the idle task of the other CPU
1267          * lockless. The worst case is that the other CPU runs the
1268          * idle task through an additional NOOP schedule()
1269          */
1270         set_tsk_need_resched(rq->idle);
1271
1272         /* NEED_RESCHED must be visible before we test polling */
1273         smp_mb();
1274         if (!tsk_is_polling(rq->idle))
1275                 smp_send_reschedule(cpu);
1276 }
1277 #endif /* CONFIG_NO_HZ */
1278
1279 #else /* !CONFIG_SMP */
1280 static void resched_task(struct task_struct *p)
1281 {
1282         assert_spin_locked(&task_rq(p)->lock);
1283         set_tsk_need_resched(p);
1284 }
1285 #endif /* CONFIG_SMP */
1286
1287 #if BITS_PER_LONG == 32
1288 # define WMULT_CONST    (~0UL)
1289 #else
1290 # define WMULT_CONST    (1UL << 32)
1291 #endif
1292
1293 #define WMULT_SHIFT     32
1294
1295 /*
1296  * Shift right and round:
1297  */
1298 #define SRR(x, y) (((x) + (1UL << ((y) - 1))) >> (y))
1299
1300 /*
1301  * delta *= weight / lw
1302  */
1303 static unsigned long
1304 calc_delta_mine(unsigned long delta_exec, unsigned long weight,
1305                 struct load_weight *lw)
1306 {
1307         u64 tmp;
1308
1309         if (!lw->inv_weight) {
1310                 if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(lw->weight >= WMULT_CONST))
1311                         lw->inv_weight = 1;
1312                 else
1313                         lw->inv_weight = 1 + (WMULT_CONST-lw->weight/2)
1314                                 / (lw->weight+1);
1315         }
1316
1317         tmp = (u64)delta_exec * weight;
1318         /*
1319          * Check whether we'd overflow the 64-bit multiplication:
1320          */
1321         if (unlikely(tmp > WMULT_CONST))
1322                 tmp = SRR(SRR(tmp, WMULT_SHIFT/2) * lw->inv_weight,
1323                         WMULT_SHIFT/2);
1324         else
1325                 tmp = SRR(tmp * lw->inv_weight, WMULT_SHIFT);
1326
1327         return (unsigned long)min(tmp, (u64)(unsigned long)LONG_MAX);
1328 }
1329
1330 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
1331 {
1332         lw->weight += inc;
1333         lw->inv_weight = 0;
1334 }
1335
1336 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
1337 {
1338         lw->weight -= dec;
1339         lw->inv_weight = 0;
1340 }
1341
1342 /*
1343  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1344  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1345  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1346  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1347  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1348  * slice expiry etc.
1349  */
1350
1351 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1352 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1353
1354 /*
1355  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1356  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1357  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1358  * that remained on nice 0.
1359  *
1360  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1361  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1362  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1363  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1364  * the relative distance between them is ~25%.)
1365  */
1366 static const int prio_to_weight[40] = {
1367  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1368  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1369  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1370  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1371  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1372  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1373  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1374  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1375 };
1376
1377 /*
1378  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1379  *
1380  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1381  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1382  * into multiplications:
1383  */
1384 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1385  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1386  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1387  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1388  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1389  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1390  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1391  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1392  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1393 };
1394
1395 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup);
1396
1397 /*
1398  * runqueue iterator, to support SMP load-balancing between different
1399  * scheduling classes, without having to expose their internal data
1400  * structures to the load-balancing proper:
1401  */
1402 struct rq_iterator {
1403         void *arg;
1404         struct task_struct *(*start)(void *);
1405         struct task_struct *(*next)(void *);
1406 };
1407
1408 #ifdef CONFIG_SMP
1409 static unsigned long
1410 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1411               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
1412               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
1413               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator);
1414
1415 static int
1416 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
1417                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
1418                    struct rq_iterator *iterator);
1419 #endif
1420
1421 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
1422 enum cpuacct_stat_index {
1423         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
1424         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
1425
1426         CPUACCT_STAT_NSTATS,
1427 };
1428
1429 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
1430 static void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
1431 static void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1432                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val);
1433 #else
1434 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
1435 static inline void cpuacct_update_stats(struct task_struct *tsk,
1436                 enum cpuacct_stat_index idx, cputime_t val) {}
1437 #endif
1438
1439 static inline void inc_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1440 {
1441         update_load_add(&rq->load, load);
1442 }
1443
1444 static inline void dec_cpu_load(struct rq *rq, unsigned long load)
1445 {
1446         update_load_sub(&rq->load, load);
1447 }
1448
1449 #if (defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED)) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1450 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
1451
1452 /*
1453  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
1454  * leaving it for the final time.
1455  */
1456 static int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1457 {
1458         struct task_group *parent, *child;
1459         int ret;
1460
1461         rcu_read_lock();
1462         parent = &root_task_group;
1463 down:
1464         ret = (*down)(parent, data);
1465         if (ret)
1466                 goto out_unlock;
1467         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1468                 parent = child;
1469                 goto down;
1470
1471 up:
1472                 continue;
1473         }
1474         ret = (*up)(parent, data);
1475         if (ret)
1476                 goto out_unlock;
1477
1478         child = parent;
1479         parent = parent->parent;
1480         if (parent)
1481                 goto up;
1482 out_unlock:
1483         rcu_read_unlock();
1484
1485         return ret;
1486 }
1487
1488 static int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1489 {
1490         return 0;
1491 }
1492 #endif
1493
1494 #ifdef CONFIG_SMP
1495 static unsigned long source_load(int cpu, int type);
1496 static unsigned long target_load(int cpu, int type);
1497 static int task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd);
1498
1499 static unsigned long cpu_avg_load_per_task(int cpu)
1500 {
1501         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1502         unsigned long nr_running = ACCESS_ONCE(rq->nr_running);
1503
1504         if (nr_running)
1505                 rq->avg_load_per_task = rq->load.weight / nr_running;
1506         else
1507                 rq->avg_load_per_task = 0;
1508
1509         return rq->avg_load_per_task;
1510 }
1511
1512 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1513
1514 static void __set_se_shares(struct sched_entity *se, unsigned long shares);
1515
1516 /*
1517  * Calculate and set the cpu's group shares.
1518  */
1519 static void
1520 update_group_shares_cpu(struct task_group *tg, int cpu,
1521                         unsigned long sd_shares, unsigned long sd_rq_weight)
1522 {
1523         unsigned long shares;
1524         unsigned long rq_weight;
1525
1526         if (!tg->se[cpu])
1527                 return;
1528
1529         rq_weight = tg->cfs_rq[cpu]->rq_weight;
1530
1531         /*
1532          *           \Sum shares * rq_weight
1533          * shares =  -----------------------
1534          *               \Sum rq_weight
1535          *
1536          */
1537         shares = (sd_shares * rq_weight) / sd_rq_weight;
1538         shares = clamp_t(unsigned long, shares, MIN_SHARES, MAX_SHARES);
1539
1540         if (abs(shares - tg->se[cpu]->load.weight) >
1541                         sysctl_sched_shares_thresh) {
1542                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1543                 unsigned long flags;
1544
1545                 spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
1546                 tg->cfs_rq[cpu]->shares = shares;
1547
1548                 __set_se_shares(tg->se[cpu], shares);
1549                 spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
1550         }
1551 }
1552
1553 /*
1554  * Re-compute the task group their per cpu shares over the given domain.
1555  * This needs to be done in a bottom-up fashion because the rq weight of a
1556  * parent group depends on the shares of its child groups.
1557  */
1558 static int tg_shares_up(struct task_group *tg, void *data)
1559 {
1560         unsigned long weight, rq_weight = 0;
1561         unsigned long shares = 0;
1562         struct sched_domain *sd = data;
1563         int i;
1564
1565         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
1566                 /*
1567                  * If there are currently no tasks on the cpu pretend there
1568                  * is one of average load so that when a new task gets to
1569                  * run here it will not get delayed by group starvation.
1570                  */
1571                 weight = tg->cfs_rq[i]->load.weight;
1572                 if (!weight)
1573                         weight = NICE_0_LOAD;
1574
1575                 tg->cfs_rq[i]->rq_weight = weight;
1576                 rq_weight += weight;
1577                 shares += tg->cfs_rq[i]->shares;
1578         }
1579
1580         if ((!shares && rq_weight) || shares > tg->shares)
1581                 shares = tg->shares;
1582
1583         if (!sd->parent || !(sd->parent->flags & SD_LOAD_BALANCE))
1584                 shares = tg->shares;
1585
1586         for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd))
1587                 update_group_shares_cpu(tg, i, shares, rq_weight);
1588
1589         return 0;
1590 }
1591
1592 /*
1593  * Compute the cpu's hierarchical load factor for each task group.
1594  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
1595  * group is a fraction of its parents load.
1596  */
1597 static int tg_load_down(struct task_group *tg, void *data)
1598 {
1599         unsigned long load;
1600         long cpu = (long)data;
1601
1602         if (!tg->parent) {
1603                 load = cpu_rq(cpu)->load.weight;
1604         } else {
1605                 load = tg->parent->cfs_rq[cpu]->h_load;
1606                 load *= tg->cfs_rq[cpu]->shares;
1607                 load /= tg->parent->cfs_rq[cpu]->load.weight + 1;
1608         }
1609
1610         tg->cfs_rq[cpu]->h_load = load;
1611
1612         return 0;
1613 }
1614
1615 static void update_shares(struct sched_domain *sd)
1616 {
1617         u64 now = cpu_clock(raw_smp_processor_id());
1618         s64 elapsed = now - sd->last_update;
1619
1620         if (elapsed >= (s64)(u64)sysctl_sched_shares_ratelimit) {
1621                 sd->last_update = now;
1622                 walk_tg_tree(tg_nop, tg_shares_up, sd);
1623         }
1624 }
1625
1626 static void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1627 {
1628         spin_unlock(&rq->lock);
1629         update_shares(sd);
1630         spin_lock(&rq->lock);
1631 }
1632
1633 static void update_h_load(long cpu)
1634 {
1635         walk_tg_tree(tg_load_down, tg_nop, (void *)cpu);
1636 }
1637
1638 #else
1639
1640 static inline void update_shares(struct sched_domain *sd)
1641 {
1642 }
1643
1644 static inline void update_shares_locked(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
1645 {
1646 }
1647
1648 #endif
1649
1650 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1651
1652 /*
1653  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1654  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1655  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1656  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1657  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1658  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1659  */
1660 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1661         __releases(this_rq->lock)
1662         __acquires(busiest->lock)
1663         __acquires(this_rq->lock)
1664 {
1665         spin_unlock(&this_rq->lock);
1666         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1667
1668         return 1;
1669 }
1670
1671 #else
1672 /*
1673  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1674  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1675  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1676  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1677  * regardless of entry order into the function.
1678  */
1679 static int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1680         __releases(this_rq->lock)
1681         __acquires(busiest->lock)
1682         __acquires(this_rq->lock)
1683 {
1684         int ret = 0;
1685
1686         if (unlikely(!spin_trylock(&busiest->lock))) {
1687                 if (busiest < this_rq) {
1688                         spin_unlock(&this_rq->lock);
1689                         spin_lock(&busiest->lock);
1690                         spin_lock_nested(&this_rq->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1691                         ret = 1;
1692                 } else
1693                         spin_lock_nested(&busiest->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1694         }
1695         return ret;
1696 }
1697
1698 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1699
1700 /*
1701  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1702  */
1703 static int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1704 {
1705         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1706                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1707                 spin_unlock(&this_rq->lock);
1708                 BUG_ON(1);
1709         }
1710
1711         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1712 }
1713
1714 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1715         __releases(busiest->lock)
1716 {
1717         spin_unlock(&busiest->lock);
1718         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1719 }
1720 #endif
1721
1722 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1723 static void cfs_rq_set_shares(struct cfs_rq *cfs_rq, unsigned long shares)
1724 {
1725 #ifdef CONFIG_SMP
1726         cfs_rq->shares = shares;
1727 #endif
1728 }
1729 #endif
1730
1731 #include "sched_stats.h"
1732 #include "sched_idletask.c"
1733 #include "sched_fair.c"
1734 #include "sched_rt.c"
1735 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1736 # include "sched_debug.c"
1737 #endif
1738
1739 #define sched_class_highest (&rt_sched_class)
1740 #define for_each_class(class) \
1741    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1742
1743 static void inc_nr_running(struct rq *rq)
1744 {
1745         rq->nr_running++;
1746 }
1747
1748 static void dec_nr_running(struct rq *rq)
1749 {
1750         rq->nr_running--;
1751 }
1752
1753 static void set_load_weight(struct task_struct *p)
1754 {
1755         if (task_has_rt_policy(p)) {
1756                 p->se.load.weight = prio_to_weight[0] * 2;
1757                 p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[0] >> 1;
1758                 return;
1759         }
1760
1761         /*
1762          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1763          */
1764         if (p->policy == SCHED_IDLE) {
1765                 p->se.load.weight = WEIGHT_IDLEPRIO;
1766                 p->se.load.inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1767                 return;
1768         }
1769
1770         p->se.load.weight = prio_to_weight[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1771         p->se.load.inv_weight = prio_to_wmult[p->static_prio - MAX_RT_PRIO];
1772 }
1773
1774 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
1775 {
1776         s64 diff = sample - *avg;
1777         *avg += diff >> 3;
1778 }
1779
1780 static void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1781 {
1782         if (wakeup)
1783                 p->se.start_runtime = p->se.sum_exec_runtime;
1784
1785         sched_info_queued(p);
1786         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, wakeup);
1787         p->se.on_rq = 1;
1788 }
1789
1790 static void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1791 {
1792         if (sleep) {
1793                 if (p->se.last_wakeup) {
1794                         update_avg(&p->se.avg_overlap,
1795                                 p->se.sum_exec_runtime - p->se.last_wakeup);
1796                         p->se.last_wakeup = 0;
1797                 } else {
1798                         update_avg(&p->se.avg_wakeup,
1799                                 sysctl_sched_wakeup_granularity);
1800                 }
1801         }
1802
1803         sched_info_dequeued(p);
1804         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, sleep);
1805         p->se.on_rq = 0;
1806 }
1807
1808 /*
1809  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1810  */
1811 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1812 {
1813         return p->static_prio;
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1818  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1819  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1820  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1821  * estimator recalculates.
1822  */
1823 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1824 {
1825         int prio;
1826
1827         if (task_has_rt_policy(p))
1828                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1829         else
1830                 prio = __normal_prio(p);
1831         return prio;
1832 }
1833
1834 /*
1835  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1836  * taken into account by the scheduler. This value might
1837  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1838  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1839  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1840  */
1841 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1842 {
1843         p->normal_prio = normal_prio(p);
1844         /*
1845          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1846          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1847          * to the normal priority:
1848          */
1849         if (!rt_prio(p->prio))
1850                 return p->normal_prio;
1851         return p->prio;
1852 }
1853
1854 /*
1855  * activate_task - move a task to the runqueue.
1856  */
1857 static void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wakeup)
1858 {
1859         if (task_contributes_to_load(p))
1860                 rq->nr_uninterruptible--;
1861
1862         enqueue_task(rq, p, wakeup);
1863         inc_nr_running(rq);
1864 }
1865
1866 /*
1867  * deactivate_task - remove a task from the runqueue.
1868  */
1869 static void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int sleep)
1870 {
1871         if (task_contributes_to_load(p))
1872                 rq->nr_uninterruptible++;
1873
1874         dequeue_task(rq, p, sleep);
1875         dec_nr_running(rq);
1876 }
1877
1878 /**
1879  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1880  * @p: the task in question.
1881  */
1882 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1883 {
1884         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1885 }
1886
1887 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1888 {
1889         set_task_rq(p, cpu);
1890 #ifdef CONFIG_SMP
1891         /*
1892          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1893          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1894          * per-task data have been completed by this moment.
1895          */
1896         smp_wmb();
1897         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1898 #endif
1899 }
1900
1901 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1902                                        const struct sched_class *prev_class,
1903                                        int oldprio, int running)
1904 {
1905         if (prev_class != p->sched_class) {
1906                 if (prev_class->switched_from)
1907                         prev_class->switched_from(rq, p, running);
1908                 p->sched_class->switched_to(rq, p, running);
1909         } else
1910                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio, running);
1911 }
1912
1913 #ifdef CONFIG_SMP
1914
1915 /* Used instead of source_load when we know the type == 0 */
1916 static unsigned long weighted_cpuload(const int cpu)
1917 {
1918         return cpu_rq(cpu)->load.weight;
1919 }
1920
1921 /*
1922  * Is this task likely cache-hot:
1923  */
1924 static int
1925 task_hot(struct task_struct *p, u64 now, struct sched_domain *sd)
1926 {
1927         s64 delta;
1928
1929         /*
1930          * Buddy candidates are cache hot:
1931          */
1932         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) &&
1933                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
1934                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
1935                 return 1;
1936
1937         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
1938                 return 0;
1939
1940         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
1941                 return 1;
1942         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
1943                 return 0;
1944
1945         delta = now - p->se.exec_start;
1946
1947         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
1948 }
1949
1950
1951 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1952 {
1953         int old_cpu = task_cpu(p);
1954         struct rq *old_rq = cpu_rq(old_cpu), *new_rq = cpu_rq(new_cpu);
1955         struct cfs_rq *old_cfsrq = task_cfs_rq(p),
1956                       *new_cfsrq = cpu_cfs_rq(old_cfsrq, new_cpu);
1957         u64 clock_offset;
1958
1959         clock_offset = old_rq->clock - new_rq->clock;
1960
1961         trace_sched_migrate_task(p, task_cpu(p), new_cpu);
1962
1963 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1964         if (p->se.wait_start)
1965                 p->se.wait_start -= clock_offset;
1966         if (p->se.sleep_start)
1967                 p->se.sleep_start -= clock_offset;
1968         if (p->se.block_start)
1969                 p->se.block_start -= clock_offset;
1970         if (old_cpu != new_cpu) {
1971                 schedstat_inc(p, se.nr_migrations);
1972                 if (task_hot(p, old_rq->clock, NULL))
1973                         schedstat_inc(p, se.nr_forced2_migrations);
1974         }
1975 #endif
1976         p->se.vruntime -= old_cfsrq->min_vruntime -
1977                                          new_cfsrq->min_vruntime;
1978
1979         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1980 }
1981
1982 struct migration_req {
1983         struct list_head list;
1984
1985         struct task_struct *task;
1986         int dest_cpu;
1987
1988         struct completion done;
1989 };
1990
1991 /*
1992  * The task's runqueue lock must be held.
1993  * Returns true if you have to wait for migration thread.
1994  */
1995 static int
1996 migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu, struct migration_req *req)
1997 {
1998         struct rq *rq = task_rq(p);
1999
2000         /*
2001          * If the task is not on a runqueue (and not running), then
2002          * it is sufficient to simply update the task's cpu field.
2003          */
2004         if (!p->se.on_rq && !task_running(rq, p)) {
2005                 set_task_cpu(p, dest_cpu);
2006                 return 0;
2007         }
2008
2009         init_completion(&req->done);
2010         req->task = p;
2011         req->dest_cpu = dest_cpu;
2012         list_add(&req->list, &rq->migration_queue);
2013
2014         return 1;
2015 }
2016
2017 /*
2018  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2019  *
2020  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
2021  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
2022  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
2023  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
2024  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
2025  * @p has remained unscheduled the whole time.
2026  *
2027  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2028  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2029  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2030  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2031  * waiting to become inactive.
2032  */
2033 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
2034 {
2035         unsigned long flags;
2036         int running, on_rq;
2037         unsigned long ncsw;
2038         struct rq *rq;
2039
2040         for (;;) {
2041                 /*
2042                  * We do the initial early heuristics without holding
2043                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2044                  * the runqueue lock when things look like they will
2045                  * work out!
2046                  */
2047                 rq = task_rq(p);
2048
2049                 /*
2050                  * If the task is actively running on another CPU
2051                  * still, just relax and busy-wait without holding
2052                  * any locks.
2053                  *
2054                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2055                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2056                  * But we don't care, since "task_running()" will
2057                  * return false if the runqueue has changed and p
2058                  * is actually now running somewhere else!
2059                  */
2060                 while (task_running(rq, p)) {
2061                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
2062                                 return 0;
2063                         cpu_relax();
2064                 }
2065
2066                 /*
2067                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2068                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2069                  * just go back and repeat.
2070                  */
2071                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2072                 trace_sched_wait_task(rq, p);
2073                 running = task_running(rq, p);
2074                 on_rq = p->se.on_rq;
2075                 ncsw = 0;
2076                 if (!match_state || p->state == match_state)
2077                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2078                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2079
2080                 /*
2081                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2082                  */
2083                 if (unlikely(!ncsw))
2084                         break;
2085
2086                 /*
2087                  * Was it really running after all now that we
2088                  * checked with the proper locks actually held?
2089                  *
2090                  * Oops. Go back and try again..
2091                  */
2092                 if (unlikely(running)) {
2093                         cpu_relax();
2094                         continue;
2095                 }
2096
2097                 /*
2098                  * It's not enough that it's not actively running,
2099                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2100                  * preempted!
2101                  *
2102                  * So if it was still runnable (but just not actively
2103                  * running right now), it's preempted, and we should
2104                  * yield - it could be a while.
2105                  */
2106                 if (unlikely(on_rq)) {
2107                         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2108                         continue;
2109                 }
2110
2111                 /*
2112                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2113                  * runnable, which means that it will never become
2114                  * running in the future either. We're all done!
2115                  */
2116                 break;
2117         }
2118
2119         return ncsw;
2120 }
2121
2122 /***
2123  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
2124  * @p: the to-be-kicked thread
2125  *
2126  * Cause a process which is running on another CPU to enter
2127  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
2128  *
2129  * NOTE: this function doesnt have to take the runqueue lock,
2130  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
2131  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
2132  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
2133  * achieved as well.
2134  */
2135 void kick_process(struct task_struct *p)
2136 {
2137         int cpu;
2138
2139         preempt_disable();
2140         cpu = task_cpu(p);
2141         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2142                 smp_send_reschedule(cpu);
2143         preempt_enable();
2144 }
2145
2146 /*
2147  * Return a low guess at the load of a migration-source cpu weighted
2148  * according to the scheduling class and "nice" value.
2149  *
2150  * We want to under-estimate the load of migration sources, to
2151  * balance conservatively.
2152  */
2153 static unsigned long source_load(int cpu, int type)
2154 {
2155         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2156         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2157
2158         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2159                 return total;
2160
2161         return min(rq->cpu_load[type-1], total);
2162 }
2163
2164 /*
2165  * Return a high guess at the load of a migration-target cpu weighted
2166  * according to the scheduling class and "nice" value.
2167  */
2168 static unsigned long target_load(int cpu, int type)
2169 {
2170         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2171         unsigned long total = weighted_cpuload(cpu);
2172
2173         if (type == 0 || !sched_feat(LB_BIAS))
2174                 return total;
2175
2176         return max(rq->cpu_load[type-1], total);
2177 }
2178
2179 /*
2180  * find_idlest_group finds and returns the least busy CPU group within the
2181  * domain.
2182  */
2183 static struct sched_group *
2184 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
2185 {
2186         struct sched_group *idlest = NULL, *this = NULL, *group = sd->groups;
2187         unsigned long min_load = ULONG_MAX, this_load = 0;
2188         int load_idx = sd->forkexec_idx;
2189         int imbalance = 100 + (sd->imbalance_pct-100)/2;
2190
2191         do {
2192                 unsigned long load, avg_load;
2193                 int local_group;
2194                 int i;
2195
2196                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
2197                 if (!cpumask_intersects(sched_group_cpus(group),
2198                                         &p->cpus_allowed))
2199                         continue;
2200
2201                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
2202                                                sched_group_cpus(group));
2203
2204                 /* Tally up the load of all CPUs in the group */
2205                 avg_load = 0;
2206
2207                 for_each_cpu(i, sched_group_cpus(group)) {
2208                         /* Bias balancing toward cpus of our domain */
2209                         if (local_group)
2210                                 load = source_load(i, load_idx);
2211                         else
2212                                 load = target_load(i, load_idx);
2213
2214                         avg_load += load;
2215                 }
2216
2217                 /* Adjust by relative CPU power of the group */
2218                 avg_load = sg_div_cpu_power(group,
2219                                 avg_load * SCHED_LOAD_SCALE);
2220
2221                 if (local_group) {
2222                         this_load = avg_load;
2223                         this = group;
2224                 } else if (avg_load < min_load) {
2225                         min_load = avg_load;
2226                         idlest = group;
2227                 }
2228         } while (group = group->next, group != sd->groups);
2229
2230         if (!idlest || 100*this_load < imbalance*min_load)
2231                 return NULL;
2232         return idlest;
2233 }
2234
2235 /*
2236  * find_idlest_cpu - find the idlest cpu among the cpus in group.
2237  */
2238 static int
2239 find_idlest_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
2240 {
2241         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
2242         int idlest = -1;
2243         int i;
2244
2245         /* Traverse only the allowed CPUs */
2246         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), &p->cpus_allowed) {
2247                 load = weighted_cpuload(i);
2248
2249                 if (load < min_load || (load == min_load && i == this_cpu)) {
2250                         min_load = load;
2251                         idlest = i;
2252                 }
2253         }
2254
2255         return idlest;
2256 }
2257
2258 /*
2259  * sched_balance_self: balance the current task (running on cpu) in domains
2260  * that have the 'flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_FORK and
2261  * SD_BALANCE_EXEC.
2262  *
2263  * Balance, ie. select the least loaded group.
2264  *
2265  * Returns the target CPU number, or the same CPU if no balancing is needed.
2266  *
2267  * preempt must be disabled.
2268  */
2269 static int sched_balance_self(int cpu, int flag)
2270 {
2271         struct task_struct *t = current;
2272         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
2273
2274         for_each_domain(cpu, tmp) {
2275                 /*
2276                  * If power savings logic is enabled for a domain, stop there.
2277                  */
2278                 if (tmp->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE)
2279                         break;
2280                 if (tmp->flags & flag)
2281                         sd = tmp;
2282         }
2283
2284         if (sd)
2285                 update_shares(sd);
2286
2287         while (sd) {
2288                 struct sched_group *group;
2289                 int new_cpu, weight;
2290
2291                 if (!(sd->flags & flag)) {
2292                         sd = sd->child;
2293                         continue;
2294                 }
2295
2296                 group = find_idlest_group(sd, t, cpu);
2297                 if (!group) {
2298                         sd = sd->child;
2299                         continue;
2300                 }
2301
2302                 new_cpu = find_idlest_cpu(group, t, cpu);
2303                 if (new_cpu == -1 || new_cpu == cpu) {
2304                         /* Now try balancing at a lower domain level of cpu */
2305                         sd = sd->child;
2306                         continue;
2307                 }
2308
2309                 /* Now try balancing at a lower domain level of new_cpu */
2310                 cpu = new_cpu;
2311                 weight = cpumask_weight(sched_domain_span(sd));
2312                 sd = NULL;
2313                 for_each_domain(cpu, tmp) {
2314                         if (weight <= cpumask_weight(sched_domain_span(tmp)))
2315                                 break;
2316                         if (tmp->flags & flag)
2317                                 sd = tmp;
2318                 }
2319                 /* while loop will break here if sd == NULL */
2320         }
2321
2322         return cpu;
2323 }
2324
2325 #endif /* CONFIG_SMP */
2326
2327 /***
2328  * try_to_wake_up - wake up a thread
2329  * @p: the to-be-woken-up thread
2330  * @state: the mask of task states that can be woken
2331  * @sync: do a synchronous wakeup?
2332  *
2333  * Put it on the run-queue if it's not already there. The "current"
2334  * thread is always on the run-queue (except when the actual
2335  * re-schedule is in progress), and as such you're allowed to do
2336  * the simpler "current->state = TASK_RUNNING" to mark yourself
2337  * runnable without the overhead of this.
2338  *
2339  * returns failure only if the task is already active.
2340  */
2341 static int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int sync)
2342 {
2343         int cpu, orig_cpu, this_cpu, success = 0;
2344         unsigned long flags;
2345         long old_state;
2346         struct rq *rq;
2347
2348         if (!sched_feat(SYNC_WAKEUPS))
2349                 sync = 0;
2350
2351 #ifdef CONFIG_SMP
2352         if (sched_feat(LB_WAKEUP_UPDATE) && !root_task_group_empty()) {
2353                 struct sched_domain *sd;
2354
2355                 this_cpu = raw_smp_processor_id();
2356                 cpu = task_cpu(p);
2357
2358                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2359                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2360                                 update_shares(sd);
2361                                 break;
2362                         }
2363                 }
2364         }
2365 #endif
2366
2367         smp_wmb();
2368         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2369         update_rq_clock(rq);
2370         old_state = p->state;
2371         if (!(old_state & state))
2372                 goto out;
2373
2374         if (p->se.on_rq)
2375                 goto out_running;
2376
2377         cpu = task_cpu(p);
2378         orig_cpu = cpu;
2379         this_cpu = smp_processor_id();
2380
2381 #ifdef CONFIG_SMP
2382         if (unlikely(task_running(rq, p)))
2383                 goto out_activate;
2384
2385         cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, sync);
2386         if (cpu != orig_cpu) {
2387                 set_task_cpu(p, cpu);
2388                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2389                 /* might preempt at this point */
2390                 rq = task_rq_lock(p, &flags);
2391                 old_state = p->state;
2392                 if (!(old_state & state))
2393                         goto out;
2394                 if (p->se.on_rq)
2395                         goto out_running;
2396
2397                 this_cpu = smp_processor_id();
2398                 cpu = task_cpu(p);
2399         }
2400
2401 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2402         schedstat_inc(rq, ttwu_count);
2403         if (cpu == this_cpu)
2404                 schedstat_inc(rq, ttwu_local);
2405         else {
2406                 struct sched_domain *sd;
2407                 for_each_domain(this_cpu, sd) {
2408                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2409                                 schedstat_inc(sd, ttwu_wake_remote);
2410                                 break;
2411                         }
2412                 }
2413         }
2414 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2415
2416 out_activate:
2417 #endif /* CONFIG_SMP */
2418         schedstat_inc(p, se.nr_wakeups);
2419         if (sync)
2420                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_sync);
2421         if (orig_cpu != cpu)
2422                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_migrate);
2423         if (cpu == this_cpu)
2424                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_local);
2425         else
2426                 schedstat_inc(p, se.nr_wakeups_remote);
2427         activate_task(rq, p, 1);
2428         success = 1;
2429
2430         /*
2431          * Only attribute actual wakeups done by this task.
2432          */
2433         if (!in_interrupt()) {
2434                 struct sched_entity *se = &current->se;
2435                 u64 sample = se->sum_exec_runtime;
2436
2437                 if (se->last_wakeup)
2438                         sample -= se->last_wakeup;
2439                 else
2440                         sample -= se->start_runtime;
2441                 update_avg(&se->avg_wakeup, sample);
2442
2443                 se->last_wakeup = se->sum_exec_runtime;
2444         }
2445
2446 out_running:
2447         trace_sched_wakeup(rq, p, success);
2448         check_preempt_curr(rq, p, sync);
2449
2450         p->state = TASK_RUNNING;
2451 #ifdef CONFIG_SMP
2452         if (p->sched_class->task_wake_up)
2453                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2454 #endif
2455 out:
2456         task_rq_unlock(rq, &flags);
2457
2458         return success;
2459 }
2460
2461 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2462 {
2463         return try_to_wake_up(p, TASK_ALL, 0);
2464 }
2465 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2466
2467 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2468 {
2469         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2470 }
2471
2472 /*
2473  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2474  * p is forked by current.
2475  *
2476  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2477  */
2478 static void __sched_fork(struct task_struct *p)
2479 {
2480         p->se.exec_start                = 0;
2481         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2482         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2483         p->se.last_wakeup               = 0;
2484         p->se.avg_overlap               = 0;
2485         p->se.start_runtime             = 0;
2486         p->se.avg_wakeup                = sysctl_sched_wakeup_granularity;
2487
2488 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2489         p->se.wait_start                = 0;
2490         p->se.sum_sleep_runtime         = 0;
2491         p->se.sleep_start               = 0;
2492         p->se.block_start               = 0;
2493         p->se.sleep_max                 = 0;
2494         p->se.block_max                 = 0;
2495         p->se.exec_max                  = 0;
2496         p->se.slice_max                 = 0;
2497         p->se.wait_max                  = 0;
2498 #endif
2499
2500         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2501         p->se.on_rq = 0;
2502         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2503
2504 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2505         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2506 #endif
2507
2508         /*
2509          * We mark the process as running here, but have not actually
2510          * inserted it onto the runqueue yet. This guarantees that
2511          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2512          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2513          */
2514         p->state = TASK_RUNNING;
2515 }
2516
2517 /*
2518  * fork()/clone()-time setup:
2519  */
2520 void sched_fork(struct task_struct *p, int clone_flags)
2521 {
2522         int cpu = get_cpu();
2523
2524         __sched_fork(p);
2525
2526 #ifdef CONFIG_SMP
2527         cpu = sched_balance_self(cpu, SD_BALANCE_FORK);
2528 #endif
2529         set_task_cpu(p, cpu);
2530
2531         /*
2532          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child:
2533          */
2534         p->prio = current->normal_prio;
2535         if (!rt_prio(p->prio))
2536                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2537
2538 #if defined(CONFIG_SCHEDSTATS) || defined(CONFIG_TASK_DELAY_ACCT)
2539         if (likely(sched_info_on()))
2540                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2541 #endif
2542 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(__ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW)
2543         p->oncpu = 0;
2544 #endif
2545 #ifdef CONFIG_PREEMPT
2546         /* Want to start with kernel preemption disabled. */
2547         task_thread_info(p)->preempt_count = 1;
2548 #endif
2549         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2550
2551         put_cpu();
2552 }
2553
2554 /*
2555  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2556  *
2557  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2558  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2559  * on the runqueue and wakes it.
2560  */
2561 void wake_up_new_task(struct task_struct *p, unsigned long clone_flags)
2562 {
2563         unsigned long flags;
2564         struct rq *rq;
2565
2566         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2567         BUG_ON(p->state != TASK_RUNNING);
2568         update_rq_clock(rq);
2569
2570         p->prio = effective_prio(p);
2571
2572         if (!p->sched_class->task_new || !current->se.on_rq) {
2573                 activate_task(rq, p, 0);
2574         } else {
2575                 /*
2576                  * Let the scheduling class do new task startup
2577                  * management (if any):
2578                  */
2579                 p->sched_class->task_new(rq, p);
2580                 inc_nr_running(rq);
2581         }
2582         trace_sched_wakeup_new(rq, p, 1);
2583         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2584 #ifdef CONFIG_SMP
2585         if (p->sched_class->task_wake_up)
2586                 p->sched_class->task_wake_up(rq, p);
2587 #endif
2588         task_rq_unlock(rq, &flags);
2589 }
2590
2591 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2592
2593 /**
2594  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2595  * @notifier: notifier struct to register
2596  */
2597 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2598 {
2599         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2600 }
2601 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2602
2603 /**
2604  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2605  * @notifier: notifier struct to unregister
2606  *
2607  * This is safe to call from within a preemption notifier.
2608  */
2609 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2610 {
2611         hlist_del(&notifier->link);
2612 }
2613 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2614
2615 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2616 {
2617         struct preempt_notifier *notifier;
2618         struct hlist_node *node;
2619
2620         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2621                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2622 }
2623
2624 static void
2625 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2626                                  struct task_struct *next)
2627 {
2628         struct preempt_notifier *notifier;
2629         struct hlist_node *node;
2630
2631         hlist_for_each_entry(notifier, node, &curr->preempt_notifiers, link)
2632                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2633 }
2634
2635 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2636
2637 static void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2638 {
2639 }
2640
2641 static void
2642 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2643                                  struct task_struct *next)
2644 {
2645 }
2646
2647 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2648
2649 /**
2650  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
2651  * @rq: the runqueue preparing to switch
2652  * @prev: the current task that is being switched out
2653  * @next: the task we are going to switch to.
2654  *
2655  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
2656  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
2657  * switch.
2658  *
2659  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
2660  * hooks.
2661  */
2662 static inline void
2663 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2664                     struct task_struct *next)
2665 {
2666         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
2667         prepare_lock_switch(rq, next);
2668         prepare_arch_switch(next);
2669 }
2670
2671 /**
2672  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
2673  * @rq: runqueue associated with task-switch
2674  * @prev: the thread we just switched away from.
2675  *
2676  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
2677  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
2678  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
2679  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
2680  *
2681  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
2682  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
2683  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
2684  * details.)
2685  */
2686 static void finish_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
2687         __releases(rq->lock)
2688 {
2689         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
2690         long prev_state;
2691 #ifdef CONFIG_SMP
2692         int post_schedule = 0;
2693
2694         if (current->sched_class->needs_post_schedule)
2695                 post_schedule = current->sched_class->needs_post_schedule(rq);
2696 #endif
2697
2698         rq->prev_mm = NULL;
2699
2700         /*
2701          * A task struct has one reference for the use as "current".
2702          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
2703          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
2704          * the scheduled task must drop that reference.
2705          * The test for TASK_DEAD must occur while the runqueue locks are
2706          * still held, otherwise prev could be scheduled on another cpu, die
2707          * there before we look at prev->state, and then the reference would
2708          * be dropped twice.
2709          *              Manfred Spraul <manfred@colorfullife.com>
2710          */
2711         prev_state = prev->state;
2712         finish_arch_switch(prev);
2713         finish_lock_switch(rq, prev);
2714 #ifdef CONFIG_SMP
2715         if (post_schedule)
2716                 current->sched_class->post_schedule(rq);
2717 #endif
2718
2719         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
2720         if (mm)
2721                 mmdrop(mm);
2722         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
2723                 /*
2724                  * Remove function-return probe instances associated with this
2725                  * task and put them back on the free list.
2726                  */
2727                 kprobe_flush_task(prev);
2728                 put_task_struct(prev);
2729         }
2730 }
2731
2732 /**
2733  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
2734  * @prev: the thread we just switched away from.
2735  */
2736 asmlinkage void schedule_tail(struct task_struct *prev)
2737         __releases(rq->lock)
2738 {
2739         struct rq *rq = this_rq();
2740
2741         finish_task_switch(rq, prev);
2742 #ifdef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2743         /* In this case, finish_task_switch does not reenable preemption */
2744         preempt_enable();
2745 #endif
2746         if (current->set_child_tid)
2747                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
2748 }
2749
2750 /*
2751  * context_switch - switch to the new MM and the new
2752  * thread's register state.
2753  */
2754 static inline void
2755 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
2756                struct task_struct *next)
2757 {
2758         struct mm_struct *mm, *oldmm;
2759
2760         prepare_task_switch(rq, prev, next);
2761         trace_sched_switch(rq, prev, next);
2762         mm = next->mm;
2763         oldmm = prev->active_mm;
2764         /*
2765          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
2766          * combine the page table reload and the switch backend into
2767          * one hypercall.
2768          */
2769         arch_enter_lazy_cpu_mode();
2770
2771         if (unlikely(!mm)) {
2772                 next->active_mm = oldmm;
2773                 atomic_inc(&oldmm->mm_count);
2774                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
2775         } else
2776                 switch_mm(oldmm, mm, next);
2777
2778         if (unlikely(!prev->mm)) {
2779                 prev->active_mm = NULL;
2780                 rq->prev_mm = oldmm;
2781         }
2782         /*
2783          * Since the runqueue lock will be released by the next
2784          * task (which is an invalid locking op but in the case
2785          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2786          * do an early lockdep release here:
2787          */
2788 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
2789         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2790 #endif
2791
2792         /* Here we just switch the register state and the stack. */
2793         switch_to(prev, next, prev);
2794
2795         barrier();
2796         /*
2797          * this_rq must be evaluated again because prev may have moved
2798          * CPUs since it called schedule(), thus the 'rq' on its stack
2799          * frame will be invalid.
2800          */
2801         finish_task_switch(this_rq(), prev);
2802 }
2803
2804 /*
2805  * nr_running, nr_uninterruptible and nr_context_switches:
2806  *
2807  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
2808  * threads, current number of uninterruptible-sleeping threads, total
2809  * number of context switches performed since bootup.
2810  */
2811 unsigned long nr_running(void)
2812 {
2813         unsigned long i, sum = 0;
2814
2815         for_each_online_cpu(i)
2816                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
2817
2818         return sum;
2819 }
2820
2821 unsigned long nr_uninterruptible(void)
2822 {
2823         unsigned long i, sum = 0;
2824
2825         for_each_possible_cpu(i)
2826                 sum += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2827
2828         /*
2829          * Since we read the counters lockless, it might be slightly
2830          * inaccurate. Do not allow it to go below zero though:
2831          */
2832         if (unlikely((long)sum < 0))
2833                 sum = 0;
2834
2835         return sum;
2836 }
2837
2838 unsigned long long nr_context_switches(void)
2839 {
2840         int i;
2841         unsigned long long sum = 0;
2842
2843         for_each_possible_cpu(i)
2844                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
2845
2846         return sum;
2847 }
2848
2849 unsigned long nr_iowait(void)
2850 {
2851         unsigned long i, sum = 0;
2852
2853         for_each_possible_cpu(i)
2854                 sum += atomic_read(&cpu_rq(i)->nr_iowait);
2855
2856         return sum;
2857 }
2858
2859 unsigned long nr_active(void)
2860 {
2861         unsigned long i, running = 0, uninterruptible = 0;
2862
2863         for_each_online_cpu(i) {
2864                 running += cpu_rq(i)->nr_running;
2865                 uninterruptible += cpu_rq(i)->nr_uninterruptible;
2866         }
2867
2868         if (unlikely((long)uninterruptible < 0))
2869                 uninterruptible = 0;
2870
2871         return running + uninterruptible;
2872 }
2873
2874 /*
2875  * Update rq->cpu_load[] statistics. This function is usually called every
2876  * scheduler tick (TICK_NSEC).
2877  */
2878 static void update_cpu_load(struct rq *this_rq)
2879 {
2880         unsigned long this_load = this_rq->load.weight;
2881         int i, scale;
2882
2883         this_rq->nr_load_updates++;
2884
2885         /* Update our load: */
2886         for (i = 0, scale = 1; i < CPU_LOAD_IDX_MAX; i++, scale += scale) {
2887                 unsigned long old_load, new_load;
2888
2889                 /* scale is effectively 1 << i now, and >> i divides by scale */
2890
2891                 old_load = this_rq->cpu_load[i];
2892                 new_load = this_load;
2893                 /*
2894                  * Round up the averaging division if load is increasing. This
2895                  * prevents us from getting stuck on 9 if the load is 10, for
2896                  * example.
2897                  */
2898                 if (new_load > old_load)
2899                         new_load += scale-1;
2900                 this_rq->cpu_load[i] = (old_load*(scale-1) + new_load) >> i;
2901         }
2902 }
2903
2904 #ifdef CONFIG_SMP
2905
2906 /*
2907  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2908  *
2909  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2910  * you need to do so manually before calling.
2911  */
2912 static void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2913         __acquires(rq1->lock)
2914         __acquires(rq2->lock)
2915 {
2916         BUG_ON(!irqs_disabled());
2917         if (rq1 == rq2) {
2918                 spin_lock(&rq1->lock);
2919                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2920         } else {
2921                 if (rq1 < rq2) {
2922                         spin_lock(&rq1->lock);
2923                         spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2924                 } else {
2925                         spin_lock(&rq2->lock);
2926                         spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2927                 }
2928         }
2929         update_rq_clock(rq1);
2930         update_rq_clock(rq2);
2931 }
2932
2933 /*
2934  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2935  *
2936  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2937  * you need to do so manually after calling.
2938  */
2939 static void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2940         __releases(rq1->lock)
2941         __releases(rq2->lock)
2942 {
2943         spin_unlock(&rq1->lock);
2944         if (rq1 != rq2)
2945                 spin_unlock(&rq2->lock);
2946         else
2947                 __release(rq2->lock);
2948 }
2949
2950 /*
2951  * If dest_cpu is allowed for this process, migrate the task to it.
2952  * This is accomplished by forcing the cpu_allowed mask to only
2953  * allow dest_cpu, which will force the cpu onto dest_cpu. Then
2954  * the cpu_allowed mask is restored.
2955  */
2956 static void sched_migrate_task(struct task_struct *p, int dest_cpu)
2957 {
2958         struct migration_req req;
2959         unsigned long flags;
2960         struct rq *rq;
2961
2962         rq = task_rq_lock(p, &flags);
2963         if (!cpumask_test_cpu(dest_cpu, &p->cpus_allowed)
2964             || unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
2965                 goto out;
2966
2967         /* force the process onto the specified CPU */
2968         if (migrate_task(p, dest_cpu, &req)) {
2969                 /* Need to wait for migration thread (might exit: take ref). */
2970                 struct task_struct *mt = rq->migration_thread;
2971
2972                 get_task_struct(mt);
2973                 task_rq_unlock(rq, &flags);
2974                 wake_up_process(mt);
2975                 put_task_struct(mt);
2976                 wait_for_completion(&req.done);
2977
2978                 return;
2979         }
2980 out:
2981         task_rq_unlock(rq, &flags);
2982 }
2983
2984 /*
2985  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
2986  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
2987  */
2988 void sched_exec(void)
2989 {
2990         int new_cpu, this_cpu = get_cpu();
2991         new_cpu = sched_balance_self(this_cpu, SD_BALANCE_EXEC);
2992         put_cpu();
2993         if (new_cpu != this_cpu)
2994                 sched_migrate_task(current, new_cpu);
2995 }
2996
2997 /*
2998  * pull_task - move a task from a remote runqueue to the local runqueue.
2999  * Both runqueues must be locked.
3000  */
3001 static void pull_task(struct rq *src_rq, struct task_struct *p,
3002                       struct rq *this_rq, int this_cpu)
3003 {
3004         deactivate_task(src_rq, p, 0);
3005         set_task_cpu(p, this_cpu);
3006         activate_task(this_rq, p, 0);
3007         /*
3008          * Note that idle threads have a prio of MAX_PRIO, for this test
3009          * to be always true for them.
3010          */
3011         check_preempt_curr(this_rq, p, 0);
3012 }
3013
3014 /*
3015  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
3016  */
3017 static
3018 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct rq *rq, int this_cpu,
3019                      struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3020                      int *all_pinned)
3021 {
3022         int tsk_cache_hot = 0;
3023         /*
3024          * We do not migrate tasks that are:
3025          * 1) running (obviously), or
3026          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_allowed, or
3027          * 3) are cache-hot on their current CPU.
3028          */
3029         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, &p->cpus_allowed)) {
3030                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_affine);
3031                 return 0;
3032         }
3033         *all_pinned = 0;
3034
3035         if (task_running(rq, p)) {
3036                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_running);
3037                 return 0;
3038         }
3039
3040         /*
3041          * Aggressive migration if:
3042          * 1) task is cache cold, or
3043          * 2) too many balance attempts have failed.
3044          */
3045
3046         tsk_cache_hot = task_hot(p, rq->clock, sd);
3047         if (!tsk_cache_hot ||
3048                 sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries) {
3049 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3050                 if (tsk_cache_hot) {
3051                         schedstat_inc(sd, lb_hot_gained[idle]);
3052                         schedstat_inc(p, se.nr_forced_migrations);
3053                 }
3054 #endif
3055                 return 1;
3056         }
3057
3058         if (tsk_cache_hot) {
3059                 schedstat_inc(p, se.nr_failed_migrations_hot);
3060                 return 0;
3061         }
3062         return 1;
3063 }
3064
3065 static unsigned long
3066 balance_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3067               unsigned long max_load_move, struct sched_domain *sd,
3068               enum cpu_idle_type idle, int *all_pinned,
3069               int *this_best_prio, struct rq_iterator *iterator)
3070 {
3071         int loops = 0, pulled = 0, pinned = 0;
3072         struct task_struct *p;
3073         long rem_load_move = max_load_move;
3074
3075         if (max_load_move == 0)
3076                 goto out;
3077
3078         pinned = 1;
3079
3080         /*
3081          * Start the load-balancing iterator:
3082          */
3083         p = iterator->start(iterator->arg);
3084 next:
3085         if (!p || loops++ > sysctl_sched_nr_migrate)
3086                 goto out;
3087
3088         if ((p->se.load.weight >> 1) > rem_load_move ||
3089             !can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3090                 p = iterator->next(iterator->arg);
3091                 goto next;
3092         }
3093
3094         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3095         pulled++;
3096         rem_load_move -= p->se.load.weight;
3097
3098 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3099         /*
3100          * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible kernels
3101          * will stop after the first task is pulled to minimize the critical
3102          * section.
3103          */
3104         if (idle == CPU_NEWLY_IDLE)
3105                 goto out;
3106 #endif
3107
3108         /*
3109          * We only want to steal up to the prescribed amount of weighted load.
3110          */
3111         if (rem_load_move > 0) {
3112                 if (p->prio < *this_best_prio)
3113                         *this_best_prio = p->prio;
3114                 p = iterator->next(iterator->arg);
3115                 goto next;
3116         }
3117 out:
3118         /*
3119          * Right now, this is one of only two places pull_task() is called,
3120          * so we can safely collect pull_task() stats here rather than
3121          * inside pull_task().
3122          */
3123         schedstat_add(sd, lb_gained[idle], pulled);
3124
3125         if (all_pinned)
3126                 *all_pinned = pinned;
3127
3128         return max_load_move - rem_load_move;
3129 }
3130
3131 /*
3132  * move_tasks tries to move up to max_load_move weighted load from busiest to
3133  * this_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
3134  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3135  *
3136  * Called with both runqueues locked.
3137  */
3138 static int move_tasks(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3139                       unsigned long max_load_move,
3140                       struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3141                       int *all_pinned)
3142 {
3143         const struct sched_class *class = sched_class_highest;
3144         unsigned long total_load_moved = 0;
3145         int this_best_prio = this_rq->curr->prio;
3146
3147         do {
3148                 total_load_moved +=
3149                         class->load_balance(this_rq, this_cpu, busiest,
3150                                 max_load_move - total_load_moved,
3151                                 sd, idle, all_pinned, &this_best_prio);
3152                 class = class->next;
3153
3154 #ifdef CONFIG_PREEMPT
3155                 /*
3156                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
3157                  * kernels will stop after the first task is pulled to minimize
3158                  * the critical section.
3159                  */
3160                 if (idle == CPU_NEWLY_IDLE && this_rq->nr_running)
3161                         break;
3162 #endif
3163         } while (class && max_load_move > total_load_moved);
3164
3165         return total_load_moved > 0;
3166 }
3167
3168 static int
3169 iter_move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3170                    struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
3171                    struct rq_iterator *iterator)
3172 {
3173         struct task_struct *p = iterator->start(iterator->arg);
3174         int pinned = 0;
3175
3176         while (p) {
3177                 if (can_migrate_task(p, busiest, this_cpu, sd, idle, &pinned)) {
3178                         pull_task(busiest, p, this_rq, this_cpu);
3179                         /*
3180                          * Right now, this is only the second place pull_task()
3181                          * is called, so we can safely collect pull_task()
3182                          * stats here rather than inside pull_task().
3183                          */
3184                         schedstat_inc(sd, lb_gained[idle]);
3185
3186                         return 1;
3187                 }
3188                 p = iterator->next(iterator->arg);
3189         }
3190
3191         return 0;
3192 }
3193
3194 /*
3195  * move_one_task tries to move exactly one task from busiest to this_rq, as
3196  * part of active balancing operations within "domain".
3197  * Returns 1 if successful and 0 otherwise.
3198  *
3199  * Called with both runqueues locked.
3200  */
3201 static int move_one_task(struct rq *this_rq, int this_cpu, struct rq *busiest,
3202                          struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle)
3203 {
3204         const struct sched_class *class;
3205
3206         for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
3207                 if (class->move_one_task(this_rq, this_cpu, busiest, sd, idle))
3208                         return 1;
3209
3210         return 0;
3211 }
3212 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
3213 /*
3214  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
3215  *              during load balancing.
3216  */
3217 struct sd_lb_stats {
3218         struct sched_group *busiest; /* Busiest group in this sd */
3219         struct sched_group *this;  /* Local group in this sd */
3220         unsigned long total_load;  /* Total load of all groups in sd */
3221         unsigned long total_pwr;   /*   Total power of all groups in sd */
3222         unsigned long avg_load;    /* Average load across all groups in sd */
3223
3224         /** Statistics of this group */
3225         unsigned long this_load;
3226         unsigned long this_load_per_task;
3227         unsigned long this_nr_running;
3228
3229         /* Statistics of the busiest group */
3230         unsigned long max_load;
3231         unsigned long busiest_load_per_task;
3232         unsigned long busiest_nr_running;
3233
3234         int group_imb; /* Is there imbalance in this sd */
3235 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3236         int power_savings_balance; /* Is powersave balance needed for this sd */
3237         struct sched_group *group_min; /* Least loaded group in sd */
3238         struct sched_group *group_leader; /* Group which relieves group_min */
3239         unsigned long min_load_per_task; /* load_per_task in group_min */
3240         unsigned long leader_nr_running; /* Nr running of group_leader */
3241         unsigned long min_nr_running; /* Nr running of group_min */
3242 #endif
3243 };
3244
3245 /*
3246  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
3247  */
3248 struct sg_lb_stats {
3249         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
3250         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
3251         unsigned long sum_nr_running; /* Nr tasks running in the group */
3252         unsigned long sum_weighted_load; /* Weighted load of group's tasks */
3253         unsigned long group_capacity;
3254         int group_imb; /* Is there an imbalance in the group ? */
3255 };
3256
3257 /**
3258  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
3259  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
3260  */
3261 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
3262 {
3263         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
3264 }
3265
3266 /**
3267  * get_sd_load_idx - Obtain the load index for a given sched domain.
3268  * @sd: The sched_domain whose load_idx is to be obtained.
3269  * @idle: The Idle status of the CPU for whose sd load_icx is obtained.
3270  */
3271 static inline int get_sd_load_idx(struct sched_domain *sd,
3272                                         enum cpu_idle_type idle)
3273 {
3274         int load_idx;
3275
3276         switch (idle) {
3277         case CPU_NOT_IDLE:
3278                 load_idx = sd->busy_idx;
3279                 break;
3280
3281         case CPU_NEWLY_IDLE:
3282                 load_idx = sd->newidle_idx;
3283                 break;
3284         default:
3285                 load_idx = sd->idle_idx;
3286                 break;
3287         }
3288
3289         return load_idx;
3290 }
3291
3292
3293 #if defined(CONFIG_SCHED_MC) || defined(CONFIG_SCHED_SMT)
3294 /**
3295  * init_sd_power_savings_stats - Initialize power savings statistics for
3296  * the given sched_domain, during load balancing.
3297  *
3298  * @sd: Sched domain whose power-savings statistics are to be initialized.
3299  * @sds: Variable containing the statistics for sd.
3300  * @idle: Idle status of the CPU at which we're performing load-balancing.
3301  */
3302 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3303         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3304 {
3305         /*
3306          * Busy processors will not participate in power savings
3307          * balance.
3308          */
3309         if (idle == CPU_NOT_IDLE || !(sd->flags & SD_POWERSAVINGS_BALANCE))
3310                 sds->power_savings_balance = 0;
3311         else {
3312                 sds->power_savings_balance = 1;
3313                 sds->min_nr_running = ULONG_MAX;
3314                 sds->leader_nr_running = 0;
3315         }
3316 }
3317
3318 /**
3319  * update_sd_power_savings_stats - Update the power saving stats for a
3320  * sched_domain while performing load balancing.
3321  *
3322  * @group: sched_group belonging to the sched_domain under consideration.
3323  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3324  * @local_group: Does group contain the CPU for which we're performing
3325  *              load balancing ?
3326  * @sgs: Variable containing the statistics of the group.
3327  */
3328 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3329         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3330 {
3331
3332         if (!sds->power_savings_balance)
3333                 return;
3334
3335         /*
3336          * If the local group is idle or completely loaded
3337          * no need to do power savings balance at this domain
3338          */
3339         if (local_group && (sds->this_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3340                                 !sds->this_nr_running))
3341                 sds->power_savings_balance = 0;
3342
3343         /*
3344          * If a group is already running at full capacity or idle,
3345          * don't include that group in power savings calculations
3346          */
3347         if (!sds->power_savings_balance ||
3348                 sgs->sum_nr_running >= sgs->group_capacity ||
3349                 !sgs->sum_nr_running)
3350                 return;
3351
3352         /*
3353          * Calculate the group which has the least non-idle load.
3354          * This is the group from where we need to pick up the load
3355          * for saving power
3356          */
3357         if ((sgs->sum_nr_running < sds->min_nr_running) ||
3358             (sgs->sum_nr_running == sds->min_nr_running &&
3359              group_first_cpu(group) > group_first_cpu(sds->group_min))) {
3360                 sds->group_min = group;
3361                 sds->min_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3362                 sds->min_load_per_task = sgs->sum_weighted_load /
3363                                                 sgs->sum_nr_running;
3364         }
3365
3366         /*
3367          * Calculate the group which is almost near its
3368          * capacity but still has some space to pick up some load
3369          * from other group and save more power
3370          */
3371         if (sgs->sum_nr_running > sgs->group_capacity - 1)
3372                 return;
3373
3374         if (sgs->sum_nr_running > sds->leader_nr_running ||
3375             (sgs->sum_nr_running == sds->leader_nr_running &&
3376              group_first_cpu(group) < group_first_cpu(sds->group_leader))) {
3377                 sds->group_leader = group;
3378                 sds->leader_nr_running = sgs->sum_nr_running;
3379         }
3380 }
3381
3382 /**
3383  * check_power_save_busiest_group - see if there is potential for some power-savings balance
3384  * @sds: Variable containing the statistics of the sched_domain
3385  *      under consideration.
3386  * @this_cpu: Cpu at which we're currently performing load-balancing.
3387  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3388  *
3389  * Description:
3390  * Check if we have potential to perform some power-savings balance.
3391  * If yes, set the busiest group to be the least loaded group in the
3392  * sched_domain, so that it's CPUs can be put to idle.
3393  *
3394  * Returns 1 if there is potential to perform power-savings balance.
3395  * Else returns 0.
3396  */
3397 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3398                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3399 {
3400         if (!sds->power_savings_balance)
3401                 return 0;
3402
3403         if (sds->this != sds->group_leader ||
3404                         sds->group_leader == sds->group_min)
3405                 return 0;
3406
3407         *imbalance = sds->min_load_per_task;
3408         sds->busiest = sds->group_min;
3409
3410         if (sched_mc_power_savings >= POWERSAVINGS_BALANCE_WAKEUP) {
3411                 cpu_rq(this_cpu)->rd->sched_mc_preferred_wakeup_cpu =
3412                         group_first_cpu(sds->group_leader);
3413         }
3414
3415         return 1;
3416
3417 }
3418 #else /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3419 static inline void init_sd_power_savings_stats(struct sched_domain *sd,
3420         struct sd_lb_stats *sds, enum cpu_idle_type idle)
3421 {
3422         return;
3423 }
3424
3425 static inline void update_sd_power_savings_stats(struct sched_group *group,
3426         struct sd_lb_stats *sds, int local_group, struct sg_lb_stats *sgs)
3427 {
3428         return;
3429 }
3430
3431 static inline int check_power_save_busiest_group(struct sd_lb_stats *sds,
3432                                         int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3433 {
3434         return 0;
3435 }
3436 #endif /* CONFIG_SCHED_MC || CONFIG_SCHED_SMT */
3437
3438
3439 /**
3440  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3441  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
3442  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3443  * @idle: Idle status of this_cpu
3444  * @load_idx: Load index of sched_domain of this_cpu for load calc.
3445  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3446  * @local_group: Does group contain this_cpu.
3447  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3448  * @balance: Should we balance.
3449  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
3450  */
3451 static inline void update_sg_lb_stats(struct sched_group *group, int this_cpu,
3452                         enum cpu_idle_type idle, int load_idx, int *sd_idle,
3453                         int local_group, const struct cpumask *cpus,
3454                         int *balance, struct sg_lb_stats *sgs)
3455 {
3456         unsigned long load, max_cpu_load, min_cpu_load;
3457         int i;
3458         unsigned int balance_cpu = -1, first_idle_cpu = 0;
3459         unsigned long sum_avg_load_per_task;
3460         unsigned long avg_load_per_task;
3461
3462         if (local_group)
3463                 balance_cpu = group_first_cpu(group);
3464
3465         /* Tally up the load of all CPUs in the group */
3466         sum_avg_load_per_task = avg_load_per_task = 0;
3467         max_cpu_load = 0;
3468         min_cpu_load = ~0UL;
3469
3470         for_each_cpu_and(i, sched_group_cpus(group), cpus) {
3471                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
3472
3473                 if (*sd_idle && rq->nr_running)
3474                         *sd_idle = 0;
3475
3476                 /* Bias balancing toward cpus of our domain */
3477                 if (local_group) {
3478                         if (idle_cpu(i) && !first_idle_cpu) {
3479                                 first_idle_cpu = 1;
3480                                 balance_cpu = i;
3481                         }
3482
3483                         load = target_load(i, load_idx);
3484                 } else {
3485                         load = source_load(i, load_idx);
3486                         if (load > max_cpu_load)
3487                                 max_cpu_load = load;
3488                         if (min_cpu_load > load)
3489                                 min_cpu_load = load;
3490                 }
3491
3492                 sgs->group_load += load;
3493                 sgs->sum_nr_running += rq->nr_running;
3494                 sgs->sum_weighted_load += weighted_cpuload(i);
3495
3496                 sum_avg_load_per_task += cpu_avg_load_per_task(i);
3497         }
3498
3499         /*
3500          * First idle cpu or the first cpu(busiest) in this sched group
3501          * is eligible for doing load balancing at this and above
3502          * domains. In the newly idle case, we will allow all the cpu's
3503          * to do the newly idle load balance.
3504          */
3505         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE && local_group &&
3506             balance_cpu != this_cpu && balance) {
3507                 *balance = 0;
3508                 return;
3509         }
3510
3511         /* Adjust by relative CPU power of the group */
3512         sgs->avg_load = sg_div_cpu_power(group,
3513                         sgs->group_load * SCHED_LOAD_SCALE);
3514
3515
3516         /*
3517          * Consider the group unbalanced when the imbalance is larger
3518          * than the average weight of two tasks.
3519          *
3520          * APZ: with cgroup the avg task weight can vary wildly and
3521          *      might not be a suitable number - should we keep a
3522          *      normalized nr_running number somewhere that negates
3523          *      the hierarchy?
3524          */
3525         avg_load_per_task = sg_div_cpu_power(group,
3526                         sum_avg_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3527
3528         if ((max_cpu_load - min_cpu_load) > 2*avg_load_per_task)
3529                 sgs->group_imb = 1;
3530
3531         sgs->group_capacity = group->__cpu_power / SCHED_LOAD_SCALE;
3532
3533 }
3534
3535 /**
3536  * update_sd_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
3537  * @sd: sched_domain whose statistics are to be updated.
3538  * @this_cpu: Cpu for which load balance is currently performed.
3539  * @idle: Idle status of this_cpu
3540  * @sd_idle: Idle status of the sched_domain containing group.
3541  * @cpus: Set of cpus considered for load balancing.
3542  * @balance: Should we balance.
3543  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
3544  */
3545 static inline void update_sd_lb_stats(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3546                         enum cpu_idle_type idle, int *sd_idle,
3547                         const struct cpumask *cpus, int *balance,
3548                         struct sd_lb_stats *sds)
3549 {
3550         struct sched_group *group = sd->groups;
3551         struct sg_lb_stats sgs;
3552         int load_idx;
3553
3554         init_sd_power_savings_stats(sd, sds, idle);
3555         load_idx = get_sd_load_idx(sd, idle);
3556
3557         do {
3558                 int local_group;
3559
3560                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
3561                                                sched_group_cpus(group));
3562                 memset(&sgs, 0, sizeof(sgs));
3563                 update_sg_lb_stats(group, this_cpu, idle, load_idx, sd_idle,
3564                                 local_group, cpus, balance, &sgs);
3565
3566                 if (local_group && balance && !(*balance))
3567                         return;
3568
3569                 sds->total_load += sgs.group_load;
3570                 sds->total_pwr += group->__cpu_power;
3571
3572                 if (local_group) {
3573                         sds->this_load = sgs.avg_load;
3574                         sds->this = group;
3575                         sds->this_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3576                         sds->this_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3577                 } else if (sgs.avg_load > sds->max_load &&
3578                            (sgs.sum_nr_running > sgs.group_capacity ||
3579                                 sgs.group_imb)) {
3580                         sds->max_load = sgs.avg_load;
3581                         sds->busiest = group;
3582                         sds->busiest_nr_running = sgs.sum_nr_running;
3583                         sds->busiest_load_per_task = sgs.sum_weighted_load;
3584                         sds->group_imb = sgs.group_imb;
3585                 }
3586
3587                 update_sd_power_savings_stats(group, sds, local_group, &sgs);
3588                 group = group->next;
3589         } while (group != sd->groups);
3590
3591 }
3592
3593 /**
3594  * fix_small_imbalance - Calculate the minor imbalance that exists
3595  *                      amongst the groups of a sched_domain, during
3596  *                      load balancing.
3597  * @sds: Statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3598  * @this_cpu: The cpu at whose sched_domain we're performing load-balance.
3599  * @imbalance: Variable to store the imbalance.
3600  */
3601 static inline void fix_small_imbalance(struct sd_lb_stats *sds,
3602                                 int this_cpu, unsigned long *imbalance)
3603 {
3604         unsigned long tmp, pwr_now = 0, pwr_move = 0;
3605         unsigned int imbn = 2;
3606
3607         if (sds->this_nr_running) {
3608                 sds->this_load_per_task /= sds->this_nr_running;
3609                 if (sds->busiest_load_per_task >
3610                                 sds->this_load_per_task)
3611                         imbn = 1;
3612         } else
3613                 sds->this_load_per_task =
3614                         cpu_avg_load_per_task(this_cpu);
3615
3616         if (sds->max_load - sds->this_load + sds->busiest_load_per_task >=
3617                         sds->busiest_load_per_task * imbn) {
3618                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3619                 return;
3620         }
3621
3622         /*
3623          * OK, we don't have enough imbalance to justify moving tasks,
3624          * however we may be able to increase total CPU power used by
3625          * moving them.
3626          */
3627
3628         pwr_now += sds->busiest->__cpu_power *
3629                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load);
3630         pwr_now += sds->this->__cpu_power *
3631                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load);
3632         pwr_now /= SCHED_LOAD_SCALE;
3633
3634         /* Amount of load we'd subtract */
3635         tmp = sg_div_cpu_power(sds->busiest,
3636                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3637         if (sds->max_load > tmp)
3638                 pwr_move += sds->busiest->__cpu_power *
3639                         min(sds->busiest_load_per_task, sds->max_load - tmp);
3640
3641         /* Amount of load we'd add */
3642         if (sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power <
3643                 sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE)
3644                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3645                         sds->max_load * sds->busiest->__cpu_power);
3646         else
3647                 tmp = sg_div_cpu_power(sds->this,
3648                         sds->busiest_load_per_task * SCHED_LOAD_SCALE);
3649         pwr_move += sds->this->__cpu_power *
3650                         min(sds->this_load_per_task, sds->this_load + tmp);
3651         pwr_move /= SCHED_LOAD_SCALE;
3652
3653         /* Move if we gain throughput */
3654         if (pwr_move > pwr_now)
3655                 *imbalance = sds->busiest_load_per_task;
3656 }
3657
3658 /**
3659  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
3660  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
3661  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
3662  * @this_cpu: Cpu for which currently load balance is being performed.
3663  * @imbalance: The variable to store the imbalance.
3664  */
3665 static inline void calculate_imbalance(struct sd_lb_stats *sds, int this_cpu,
3666                 unsigned long *imbalance)
3667 {
3668         unsigned long max_pull;
3669         /*
3670          * In the presence of smp nice balancing, certain scenarios can have
3671          * max load less than avg load(as we skip the groups at or below
3672          * its cpu_power, while calculating max_load..)
3673          */
3674         if (sds->max_load < sds->avg_load) {
3675                 *imbalance = 0;
3676                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3677         }
3678
3679         /* Don't want to pull so many tasks that a group would go idle */
3680         max_pull = min(sds->max_load - sds->avg_load,
3681                         sds->max_load - sds->busiest_load_per_task);
3682
3683         /* How much load to actually move to equalise the imbalance */
3684         *imbalance = min(max_pull * sds->busiest->__cpu_power,
3685                 (sds->avg_load - sds->this_load) * sds->this->__cpu_power)
3686                         / SCHED_LOAD_SCALE;
3687
3688         /*
3689          * if *imbalance is less than the average load per runnable task
3690          * there is no gaurantee that any tasks will be moved so we'll have
3691          * a think about bumping its value to force at least one task to be
3692          * moved
3693          */
3694         if (*imbalance < sds->busiest_load_per_task)
3695                 return fix_small_imbalance(sds, this_cpu, imbalance);
3696
3697 }
3698 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
3699
3700 /**
3701  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
3702  * if there is an imbalance. If there isn't an imbalance, and
3703  * the user has opted for power-savings, it returns a group whose
3704  * CPUs can be put to idle by rebalancing those tasks elsewhere, if
3705  * such a group exists.
3706  *
3707  * Also calculates the amount of weighted load which should be moved
3708  * to restore balance.
3709  *
3710  * @sd: The sched_domain whose busiest group is to be returned.
3711  * @this_cpu: The cpu for which load balancing is currently being performed.
3712  * @imbalance: Variable which stores amount of weighted load which should
3713  *              be moved to restore balance/put a group to idle.
3714  * @idle: The idle status of this_cpu.
3715  * @sd_idle: The idleness of sd
3716  * @cpus: The set of CPUs under consideration for load-balancing.
3717  * @balance: Pointer to a variable indicating if this_cpu
3718  *      is the appropriate cpu to perform load balancing at this_level.
3719  *
3720  * Returns:     - the busiest group if imbalance exists.
3721  *              - If no imbalance and user has opted for power-savings balance,
3722  *                 return the least loaded group whose CPUs can be
3723  *                 put to idle by rebalancing its tasks onto our group.
3724  */
3725 static struct sched_group *
3726 find_busiest_group(struct sched_domain *sd, int this_cpu,
3727                    unsigned long *imbalance, enum cpu_idle_type idle,
3728                    int *sd_idle, const struct cpumask *cpus, int *balance)
3729 {
3730         struct sd_lb_stats sds;
3731
3732         memset(&sds, 0, sizeof(sds));
3733
3734         /*
3735          * Compute the various statistics relavent for load balancing at
3736          * this level.
3737          */
3738         update_sd_lb_stats(sd, this_cpu, idle, sd_idle, cpus,
3739                                         balance, &sds);
3740
3741         /* Cases where imbalance does not exist from POV of this_cpu */
3742         /* 1) this_cpu is not the appropriate cpu to perform load balancing
3743          *    at this level.
3744          * 2) There is no busy sibling group to pull from.
3745          * 3) This group is the busiest group.
3746          * 4) This group is more busy than the avg busieness at this
3747          *    sched_domain.
3748          * 5) The imbalance is within the specified limit.
3749          * 6) Any rebalance would lead to ping-pong
3750          */
3751         if (balance && !(*balance))
3752                 goto ret;
3753
3754         if (!sds.busiest || sds.busiest_nr_running == 0)
3755                 goto out_balanced;
3756
3757         if (sds.this_load >= sds.max_load)
3758                 goto out_balanced;
3759
3760         sds.avg_load = (SCHED_LOAD_SCALE * sds.total_load) / sds.total_pwr;
3761
3762         if (sds.this_load >= sds.avg_load)
3763                 goto out_balanced;
3764
3765         if (100 * sds.max_load <= sd->imbalance_pct * sds.this_load)
3766                 goto out_balanced;
3767
3768         sds.busiest_load_per_task /= sds.busiest_nr_running;
3769         if (sds.group_imb)
3770                 sds.busiest_load_per_task =
3771                         min(sds.busiest_load_per_task, sds.avg_load);
3772
3773         /*
3774          * We're trying to get all the cpus to the average_load, so we don't
3775          * want to push ourselves above the average load, nor do we wish to
3776          * reduce the max loaded cpu below the average load, as either of these
3777          * actions would just result in more rebalancing later, and ping-pong
3778          * tasks around. Thus we look for the minimum possible imbalance.
3779          * Negative imbalances (*we* are more loaded than anyone else) will
3780          * be counted as no imbalance for these purposes -- we can't fix that
3781          * by pulling tasks to us. Be careful of negative numbers as they'll
3782          * appear as very large values with unsigned longs.
3783          */
3784         if (sds.max_load <= sds.busiest_load_per_task)
3785                 goto out_balanced;
3786
3787         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
3788         calculate_imbalance(&sds, this_cpu, imbalance);
3789         return sds.busiest;
3790
3791 out_balanced:
3792         /*
3793          * There is no obvious imbalance. But check if we can do some balancing
3794          * to save power.
3795          */
3796         if (check_power_save_busiest_group(&sds, this_cpu, imbalance))
3797                 return sds.busiest;
3798 ret:
3799         *imbalance = 0;
3800         return NULL;
3801 }
3802
3803 /*
3804  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the cpus in group.
3805  */
3806 static struct rq *
3807 find_busiest_queue(struct sched_group *group, enum cpu_idle_type idle,
3808                    unsigned long imbalance, const struct cpumask *cpus)
3809 {
3810         struct rq *busiest = NULL, *rq;
3811         unsigned long max_load = 0;
3812         int i;
3813
3814