sched: Update max cpu capacity in case of max frequency constraints
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / kernel / sched / sched.h
1
2 #include <linux/sched.h>
3 #include <linux/sched/sysctl.h>
4 #include <linux/sched/rt.h>
5 #include <linux/sched/deadline.h>
6 #include <linux/mutex.h>
7 #include <linux/spinlock.h>
8 #include <linux/stop_machine.h>
9 #include <linux/irq_work.h>
10 #include <linux/tick.h>
11 #include <linux/slab.h>
12
13 #include "cpupri.h"
14 #include "cpudeadline.h"
15 #include "cpuacct.h"
16
17 struct rq;
18 struct cpuidle_state;
19
20 /* task_struct::on_rq states: */
21 #define TASK_ON_RQ_QUEUED       1
22 #define TASK_ON_RQ_MIGRATING    2
23
24 extern __read_mostly int scheduler_running;
25
26 extern unsigned long calc_load_update;
27 extern atomic_long_t calc_load_tasks;
28
29 extern void calc_global_load_tick(struct rq *this_rq);
30 extern long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq);
31
32 #ifdef CONFIG_SMP
33 extern void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq);
34 #else
35 static inline void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq) { }
36 #endif
37
38 /*
39  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
40  */
41 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
42
43 /*
44  * Increase resolution of nice-level calculations for 64-bit architectures.
45  * The extra resolution improves shares distribution and load balancing of
46  * low-weight task groups (eg. nice +19 on an autogroup), deeper taskgroup
47  * hierarchies, especially on larger systems. This is not a user-visible change
48  * and does not change the user-interface for setting shares/weights.
49  *
50  * We increase resolution only if we have enough bits to allow this increased
51  * resolution (i.e. BITS_PER_LONG > 32). The costs for increasing resolution
52  * when BITS_PER_LONG <= 32 are pretty high and the returns do not justify the
53  * increased costs.
54  */
55 #if 0 /* BITS_PER_LONG > 32 -- currently broken: it increases power usage under light load  */
56 # define SCHED_LOAD_RESOLUTION  10
57 # define scale_load(w)          ((w) << SCHED_LOAD_RESOLUTION)
58 # define scale_load_down(w)     ((w) >> SCHED_LOAD_RESOLUTION)
59 #else
60 # define SCHED_LOAD_RESOLUTION  0
61 # define scale_load(w)          (w)
62 # define scale_load_down(w)     (w)
63 #endif
64
65 #define SCHED_LOAD_SHIFT        (10 + SCHED_LOAD_RESOLUTION)
66 #define SCHED_LOAD_SCALE        (1L << SCHED_LOAD_SHIFT)
67
68 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
69 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
70
71 /*
72  * Single value that decides SCHED_DEADLINE internal math precision.
73  * 10 -> just above 1us
74  * 9  -> just above 0.5us
75  */
76 #define DL_SCALE (10)
77
78 /*
79  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
80  */
81
82 /*
83  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
84  */
85 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
86
87 static inline int idle_policy(int policy)
88 {
89         return policy == SCHED_IDLE;
90 }
91 static inline int fair_policy(int policy)
92 {
93         return policy == SCHED_NORMAL || policy == SCHED_BATCH;
94 }
95
96 static inline int rt_policy(int policy)
97 {
98         return policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR;
99 }
100
101 static inline int dl_policy(int policy)
102 {
103         return policy == SCHED_DEADLINE;
104 }
105 static inline bool valid_policy(int policy)
106 {
107         return idle_policy(policy) || fair_policy(policy) ||
108                 rt_policy(policy) || dl_policy(policy);
109 }
110
111 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
112 {
113         return rt_policy(p->policy);
114 }
115
116 static inline int task_has_dl_policy(struct task_struct *p)
117 {
118         return dl_policy(p->policy);
119 }
120
121 /*
122  * Tells if entity @a should preempt entity @b.
123  */
124 static inline bool
125 dl_entity_preempt(struct sched_dl_entity *a, struct sched_dl_entity *b)
126 {
127         return dl_time_before(a->deadline, b->deadline);
128 }
129
130 /*
131  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
132  */
133 struct rt_prio_array {
134         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
135         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
136 };
137
138 struct rt_bandwidth {
139         /* nests inside the rq lock: */
140         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
141         ktime_t                 rt_period;
142         u64                     rt_runtime;
143         struct hrtimer          rt_period_timer;
144         unsigned int            rt_period_active;
145 };
146
147 void __dl_clear_params(struct task_struct *p);
148
149 /*
150  * To keep the bandwidth of -deadline tasks and groups under control
151  * we need some place where:
152  *  - store the maximum -deadline bandwidth of the system (the group);
153  *  - cache the fraction of that bandwidth that is currently allocated.
154  *
155  * This is all done in the data structure below. It is similar to the
156  * one used for RT-throttling (rt_bandwidth), with the main difference
157  * that, since here we are only interested in admission control, we
158  * do not decrease any runtime while the group "executes", neither we
159  * need a timer to replenish it.
160  *
161  * With respect to SMP, the bandwidth is given on a per-CPU basis,
162  * meaning that:
163  *  - dl_bw (< 100%) is the bandwidth of the system (group) on each CPU;
164  *  - dl_total_bw array contains, in the i-eth element, the currently
165  *    allocated bandwidth on the i-eth CPU.
166  * Moreover, groups consume bandwidth on each CPU, while tasks only
167  * consume bandwidth on the CPU they're running on.
168  * Finally, dl_total_bw_cpu is used to cache the index of dl_total_bw
169  * that will be shown the next time the proc or cgroup controls will
170  * be red. It on its turn can be changed by writing on its own
171  * control.
172  */
173 struct dl_bandwidth {
174         raw_spinlock_t dl_runtime_lock;
175         u64 dl_runtime;
176         u64 dl_period;
177 };
178
179 static inline int dl_bandwidth_enabled(void)
180 {
181         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
182 }
183
184 extern struct dl_bw *dl_bw_of(int i);
185
186 struct dl_bw {
187         raw_spinlock_t lock;
188         u64 bw, total_bw;
189 };
190
191 static inline
192 void __dl_clear(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw)
193 {
194         dl_b->total_bw -= tsk_bw;
195 }
196
197 static inline
198 void __dl_add(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw)
199 {
200         dl_b->total_bw += tsk_bw;
201 }
202
203 static inline
204 bool __dl_overflow(struct dl_bw *dl_b, int cpus, u64 old_bw, u64 new_bw)
205 {
206         return dl_b->bw != -1 &&
207                dl_b->bw * cpus < dl_b->total_bw - old_bw + new_bw;
208 }
209
210 extern struct mutex sched_domains_mutex;
211
212 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
213
214 #include <linux/cgroup.h>
215
216 struct cfs_rq;
217 struct rt_rq;
218
219 extern struct list_head task_groups;
220
221 struct cfs_bandwidth {
222 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
223         raw_spinlock_t lock;
224         ktime_t period;
225         u64 quota, runtime;
226         s64 hierarchical_quota;
227         u64 runtime_expires;
228
229         int idle, period_active;
230         struct hrtimer period_timer, slack_timer;
231         struct list_head throttled_cfs_rq;
232
233         /* statistics */
234         int nr_periods, nr_throttled;
235         u64 throttled_time;
236 #endif
237 };
238
239 /* task group related information */
240 struct task_group {
241         struct cgroup_subsys_state css;
242
243 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
244         /* schedulable entities of this group on each cpu */
245         struct sched_entity **se;
246         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
247         struct cfs_rq **cfs_rq;
248         unsigned long shares;
249
250 #ifdef  CONFIG_SMP
251         atomic_long_t load_avg;
252 #endif
253 #endif
254
255 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
256         struct sched_rt_entity **rt_se;
257         struct rt_rq **rt_rq;
258
259         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
260 #endif
261
262         struct rcu_head rcu;
263         struct list_head list;
264
265         struct task_group *parent;
266         struct list_head siblings;
267         struct list_head children;
268
269 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
270         struct autogroup *autogroup;
271 #endif
272
273         struct cfs_bandwidth cfs_bandwidth;
274 };
275
276 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
277 #define ROOT_TASK_GROUP_LOAD    NICE_0_LOAD
278
279 /*
280  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
281  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
282  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
283  * too large, so as the shares value of a task group.
284  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
285  *  limitation from this.)
286  */
287 #define MIN_SHARES      (1UL <<  1)
288 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
289 #endif
290
291 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
292
293 extern int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
294                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data);
295
296 /*
297  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
298  * leaving it for the final time.
299  *
300  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
301  */
302 static inline int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
303 {
304         return walk_tg_tree_from(&root_task_group, down, up, data);
305 }
306
307 extern int tg_nop(struct task_group *tg, void *data);
308
309 extern void free_fair_sched_group(struct task_group *tg);
310 extern int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
311 extern void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu);
312 extern void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
313                         struct sched_entity *se, int cpu,
314                         struct sched_entity *parent);
315 extern void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
316 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
317
318 extern void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
319 extern void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
320 extern void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
321
322 extern void free_rt_sched_group(struct task_group *tg);
323 extern int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
324 extern void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
325                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu,
326                 struct sched_rt_entity *parent);
327
328 extern struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent);
329 extern void sched_online_group(struct task_group *tg,
330                                struct task_group *parent);
331 extern void sched_destroy_group(struct task_group *tg);
332 extern void sched_offline_group(struct task_group *tg);
333
334 extern void sched_move_task(struct task_struct *tsk);
335
336 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
337 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
338 #endif
339
340 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
341
342 struct cfs_bandwidth { };
343
344 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
345
346 /* CFS-related fields in a runqueue */
347 struct cfs_rq {
348         struct load_weight load;
349         unsigned int nr_running, h_nr_running;
350
351         u64 exec_clock;
352         u64 min_vruntime;
353 #ifndef CONFIG_64BIT
354         u64 min_vruntime_copy;
355 #endif
356
357         struct rb_root tasks_timeline;
358         struct rb_node *rb_leftmost;
359
360         /*
361          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
362          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
363          */
364         struct sched_entity *curr, *next, *last, *skip;
365
366 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
367         unsigned int nr_spread_over;
368 #endif
369
370 #ifdef CONFIG_SMP
371         /*
372          * CFS load tracking
373          */
374         struct sched_avg avg;
375         u64 runnable_load_sum;
376         unsigned long runnable_load_avg;
377 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
378         unsigned long tg_load_avg_contrib;
379 #endif
380         atomic_long_t removed_load_avg, removed_util_avg;
381 #ifndef CONFIG_64BIT
382         u64 load_last_update_time_copy;
383 #endif
384
385 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
386         /*
387          *   h_load = weight * f(tg)
388          *
389          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
390          * this group.
391          */
392         unsigned long h_load;
393         u64 last_h_load_update;
394         struct sched_entity *h_load_next;
395 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
396 #endif /* CONFIG_SMP */
397
398 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
399         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
400
401         /*
402          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
403          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
404          * (like users, containers etc.)
405          *
406          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
407          * list is used during load balance.
408          */
409         int on_list;
410         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
411         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
412
413 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
414         int runtime_enabled;
415         u64 runtime_expires;
416         s64 runtime_remaining;
417
418         u64 throttled_clock, throttled_clock_task;
419         u64 throttled_clock_task_time;
420         int throttled, throttle_count;
421         struct list_head throttled_list;
422 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
423 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
424 };
425
426 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
427 {
428         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
429 }
430
431 /* RT IPI pull logic requires IRQ_WORK */
432 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
433 # define HAVE_RT_PUSH_IPI
434 #endif
435
436 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
437 struct rt_rq {
438         struct rt_prio_array active;
439         unsigned int rt_nr_running;
440 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
441         struct {
442                 int curr; /* highest queued rt task prio */
443 #ifdef CONFIG_SMP
444                 int next; /* next highest */
445 #endif
446         } highest_prio;
447 #endif
448 #ifdef CONFIG_SMP
449         unsigned long rt_nr_migratory;
450         unsigned long rt_nr_total;
451         int overloaded;
452         struct plist_head pushable_tasks;
453 #ifdef HAVE_RT_PUSH_IPI
454         int push_flags;
455         int push_cpu;
456         struct irq_work push_work;
457         raw_spinlock_t push_lock;
458 #endif
459 #endif /* CONFIG_SMP */
460         int rt_queued;
461
462         int rt_throttled;
463         u64 rt_time;
464         u64 rt_runtime;
465         /* Nests inside the rq lock: */
466         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
467
468 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
469         unsigned long rt_nr_boosted;
470
471         struct rq *rq;
472         struct task_group *tg;
473 #endif
474 };
475
476 /* Deadline class' related fields in a runqueue */
477 struct dl_rq {
478         /* runqueue is an rbtree, ordered by deadline */
479         struct rb_root rb_root;
480         struct rb_node *rb_leftmost;
481
482         unsigned long dl_nr_running;
483
484 #ifdef CONFIG_SMP
485         /*
486          * Deadline values of the currently executing and the
487          * earliest ready task on this rq. Caching these facilitates
488          * the decision wether or not a ready but not running task
489          * should migrate somewhere else.
490          */
491         struct {
492                 u64 curr;
493                 u64 next;
494         } earliest_dl;
495
496         unsigned long dl_nr_migratory;
497         int overloaded;
498
499         /*
500          * Tasks on this rq that can be pushed away. They are kept in
501          * an rb-tree, ordered by tasks' deadlines, with caching
502          * of the leftmost (earliest deadline) element.
503          */
504         struct rb_root pushable_dl_tasks_root;
505         struct rb_node *pushable_dl_tasks_leftmost;
506 #else
507         struct dl_bw dl_bw;
508 #endif
509 };
510
511 #ifdef CONFIG_SMP
512
513 struct max_cpu_capacity {
514         raw_spinlock_t lock;
515         unsigned long val;
516         int cpu;
517 };
518
519 /*
520  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
521  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
522  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
523  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
524  * object.
525  *
526  */
527 struct root_domain {
528         atomic_t refcount;
529         atomic_t rto_count;
530         struct rcu_head rcu;
531         cpumask_var_t span;
532         cpumask_var_t online;
533
534         /* Indicate more than one runnable task for any CPU */
535         bool overload;
536
537         /* Indicate one or more cpus over-utilized (tipping point) */
538         bool overutilized;
539
540         /*
541          * The bit corresponding to a CPU gets set here if such CPU has more
542          * than one runnable -deadline task (as it is below for RT tasks).
543          */
544         cpumask_var_t dlo_mask;
545         atomic_t dlo_count;
546         struct dl_bw dl_bw;
547         struct cpudl cpudl;
548
549         /*
550          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
551          * one runnable RT task.
552          */
553         cpumask_var_t rto_mask;
554         struct cpupri cpupri;
555
556         /* Maximum cpu capacity in the system. */
557         struct max_cpu_capacity max_cpu_capacity;
558 };
559
560 extern struct root_domain def_root_domain;
561
562 #endif /* CONFIG_SMP */
563
564 /*
565  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
566  *
567  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
568  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
569  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
570  */
571 struct rq {
572         /* runqueue lock: */
573         raw_spinlock_t lock;
574
575         /*
576          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
577          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
578          */
579         unsigned int nr_running;
580 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
581         unsigned int nr_numa_running;
582         unsigned int nr_preferred_running;
583 #endif
584         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
585         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
586         unsigned long last_load_update_tick;
587 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
588         u64 nohz_stamp;
589         unsigned long nohz_flags;
590 #endif
591 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
592         unsigned long last_sched_tick;
593 #endif
594         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
595         struct load_weight load;
596         unsigned long nr_load_updates;
597         u64 nr_switches;
598
599         struct cfs_rq cfs;
600         struct rt_rq rt;
601         struct dl_rq dl;
602
603 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
604         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
605         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
606 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
607
608         /*
609          * This is part of a global counter where only the total sum
610          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
611          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
612          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
613          */
614         unsigned long nr_uninterruptible;
615
616         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
617         unsigned long next_balance;
618         struct mm_struct *prev_mm;
619
620         unsigned int clock_skip_update;
621         u64 clock;
622         u64 clock_task;
623
624         atomic_t nr_iowait;
625
626 #ifdef CONFIG_SMP
627         struct root_domain *rd;
628         struct sched_domain *sd;
629
630         unsigned long cpu_capacity;
631         unsigned long cpu_capacity_orig;
632
633         struct callback_head *balance_callback;
634
635         unsigned char idle_balance;
636         /* For active balancing */
637         int active_balance;
638         int push_cpu;
639         struct cpu_stop_work active_balance_work;
640         /* cpu of this runqueue: */
641         int cpu;
642         int online;
643
644         struct list_head cfs_tasks;
645
646         u64 rt_avg;
647         u64 age_stamp;
648         u64 idle_stamp;
649         u64 avg_idle;
650
651         /* This is used to determine avg_idle's max value */
652         u64 max_idle_balance_cost;
653 #endif
654
655 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
656         u64 prev_irq_time;
657 #endif
658 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
659         u64 prev_steal_time;
660 #endif
661 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
662         u64 prev_steal_time_rq;
663 #endif
664
665         /* calc_load related fields */
666         unsigned long calc_load_update;
667         long calc_load_active;
668
669 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
670 #ifdef CONFIG_SMP
671         int hrtick_csd_pending;
672         struct call_single_data hrtick_csd;
673 #endif
674         struct hrtimer hrtick_timer;
675 #endif
676
677 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
678         /* latency stats */
679         struct sched_info rq_sched_info;
680         unsigned long long rq_cpu_time;
681         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
682
683         /* sys_sched_yield() stats */
684         unsigned int yld_count;
685
686         /* schedule() stats */
687         unsigned int sched_count;
688         unsigned int sched_goidle;
689
690         /* try_to_wake_up() stats */
691         unsigned int ttwu_count;
692         unsigned int ttwu_local;
693 #endif
694
695 #ifdef CONFIG_SMP
696         struct llist_head wake_list;
697 #endif
698
699 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
700         /* Must be inspected within a rcu lock section */
701         struct cpuidle_state *idle_state;
702         int idle_state_idx;
703 #endif
704 };
705
706 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
707 {
708 #ifdef CONFIG_SMP
709         return rq->cpu;
710 #else
711         return 0;
712 #endif
713 }
714
715 DECLARE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
716
717 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
718 #define this_rq()               this_cpu_ptr(&runqueues)
719 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
720 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
721 #define raw_rq()                raw_cpu_ptr(&runqueues)
722
723 static inline u64 __rq_clock_broken(struct rq *rq)
724 {
725         return READ_ONCE(rq->clock);
726 }
727
728 static inline u64 rq_clock(struct rq *rq)
729 {
730         lockdep_assert_held(&rq->lock);
731         return rq->clock;
732 }
733
734 static inline u64 rq_clock_task(struct rq *rq)
735 {
736         lockdep_assert_held(&rq->lock);
737         return rq->clock_task;
738 }
739
740 #define RQCF_REQ_SKIP   0x01
741 #define RQCF_ACT_SKIP   0x02
742
743 static inline void rq_clock_skip_update(struct rq *rq, bool skip)
744 {
745         lockdep_assert_held(&rq->lock);
746         if (skip)
747                 rq->clock_skip_update |= RQCF_REQ_SKIP;
748         else
749                 rq->clock_skip_update &= ~RQCF_REQ_SKIP;
750 }
751
752 #ifdef CONFIG_NUMA
753 enum numa_topology_type {
754         NUMA_DIRECT,
755         NUMA_GLUELESS_MESH,
756         NUMA_BACKPLANE,
757 };
758 extern enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
759 extern int sched_max_numa_distance;
760 extern bool find_numa_distance(int distance);
761 #endif
762
763 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
764 /* The regions in numa_faults array from task_struct */
765 enum numa_faults_stats {
766         NUMA_MEM = 0,
767         NUMA_CPU,
768         NUMA_MEMBUF,
769         NUMA_CPUBUF
770 };
771 extern void sched_setnuma(struct task_struct *p, int node);
772 extern int migrate_task_to(struct task_struct *p, int cpu);
773 extern int migrate_swap(struct task_struct *, struct task_struct *);
774 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
775
776 #ifdef CONFIG_SMP
777
778 static inline void
779 queue_balance_callback(struct rq *rq,
780                        struct callback_head *head,
781                        void (*func)(struct rq *rq))
782 {
783         lockdep_assert_held(&rq->lock);
784
785         if (unlikely(head->next))
786                 return;
787
788         head->func = (void (*)(struct callback_head *))func;
789         head->next = rq->balance_callback;
790         rq->balance_callback = head;
791 }
792
793 extern void sched_ttwu_pending(void);
794
795 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
796         rcu_dereference_check((p), \
797                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
798
799 /*
800  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
801  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
802  *
803  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
804  * preempt-disabled sections.
805  */
806 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
807         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
808                         __sd; __sd = __sd->parent)
809
810 #define for_each_lower_domain(sd) for (; sd; sd = sd->child)
811
812 /**
813  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
814  * @cpu:        The cpu whose highest level of sched domain is to
815  *              be returned.
816  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
817  *              for the given cpu.
818  *
819  * Returns the highest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
820  */
821 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
822 {
823         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
824
825         for_each_domain(cpu, sd) {
826                 if (!(sd->flags & flag))
827                         break;
828                 hsd = sd;
829         }
830
831         return hsd;
832 }
833
834 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
835 {
836         struct sched_domain *sd;
837
838         for_each_domain(cpu, sd) {
839                 if (sd->flags & flag)
840                         break;
841         }
842
843         return sd;
844 }
845
846 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
847 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
848 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
849 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
850 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
851 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
852 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_ea);
853 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_scs);
854
855 struct sched_group_capacity {
856         atomic_t ref;
857         /*
858          * CPU capacity of this group, SCHED_LOAD_SCALE being max capacity
859          * for a single CPU.
860          */
861         unsigned int capacity;
862         unsigned long next_update;
863         int imbalance; /* XXX unrelated to capacity but shared group state */
864         /*
865          * Number of busy cpus in this group.
866          */
867         atomic_t nr_busy_cpus;
868
869         unsigned long cpumask[0]; /* iteration mask */
870 };
871
872 struct sched_group {
873         struct sched_group *next;       /* Must be a circular list */
874         atomic_t ref;
875
876         unsigned int group_weight;
877         struct sched_group_capacity *sgc;
878         const struct sched_group_energy const *sge;
879
880         /*
881          * The CPUs this group covers.
882          *
883          * NOTE: this field is variable length. (Allocated dynamically
884          * by attaching extra space to the end of the structure,
885          * depending on how many CPUs the kernel has booted up with)
886          */
887         unsigned long cpumask[0];
888 };
889
890 static inline struct cpumask *sched_group_cpus(struct sched_group *sg)
891 {
892         return to_cpumask(sg->cpumask);
893 }
894
895 /*
896  * cpumask masking which cpus in the group are allowed to iterate up the domain
897  * tree.
898  */
899 static inline struct cpumask *sched_group_mask(struct sched_group *sg)
900 {
901         return to_cpumask(sg->sgc->cpumask);
902 }
903
904 /**
905  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
906  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
907  */
908 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
909 {
910         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
911 }
912
913 extern int group_balance_cpu(struct sched_group *sg);
914
915 #else
916
917 static inline void sched_ttwu_pending(void) { }
918
919 #endif /* CONFIG_SMP */
920
921 #include "stats.h"
922 #include "auto_group.h"
923
924 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
925
926 /*
927  * Return the group to which this tasks belongs.
928  *
929  * We cannot use task_css() and friends because the cgroup subsystem
930  * changes that value before the cgroup_subsys::attach() method is called,
931  * therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
932  *
933  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
934  * core changes this before calling sched_move_task().
935  *
936  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
937  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
938  */
939 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
940 {
941         return p->sched_task_group;
942 }
943
944 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
945 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
946 {
947 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
948         struct task_group *tg = task_group(p);
949 #endif
950
951 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
952         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
953         p->se.parent = tg->se[cpu];
954 #endif
955
956 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
957         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
958         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
959 #endif
960 }
961
962 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
963
964 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
965 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
966 {
967         return NULL;
968 }
969
970 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
971
972 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
973 {
974         set_task_rq(p, cpu);
975 #ifdef CONFIG_SMP
976         /*
977          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
978          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
979          * per-task data have been completed by this moment.
980          */
981         smp_wmb();
982         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
983         p->wake_cpu = cpu;
984 #endif
985 }
986
987 /*
988  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
989  */
990 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
991 # include <linux/static_key.h>
992 # define const_debug __read_mostly
993 #else
994 # define const_debug const
995 #endif
996
997 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
998
999 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
1000         __SCHED_FEAT_##name ,
1001
1002 enum {
1003 #include "features.h"
1004         __SCHED_FEAT_NR,
1005 };
1006
1007 #undef SCHED_FEAT
1008
1009 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
1010 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
1011 static __always_inline bool static_branch_##name(struct static_key *key) \
1012 {                                                                       \
1013         return static_key_##enabled(key);                               \
1014 }
1015
1016 #include "features.h"
1017
1018 #undef SCHED_FEAT
1019
1020 extern struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
1021 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
1022 #else /* !(SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL) */
1023 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
1024 #endif /* SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL */
1025
1026 extern struct static_key_false sched_numa_balancing;
1027
1028 static inline u64 global_rt_period(void)
1029 {
1030         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
1031 }
1032
1033 static inline u64 global_rt_runtime(void)
1034 {
1035         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
1036                 return RUNTIME_INF;
1037
1038         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
1039 }
1040
1041 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1042 {
1043         return rq->curr == p;
1044 }
1045
1046 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1047 {
1048 #ifdef CONFIG_SMP
1049         return p->on_cpu;
1050 #else
1051         return task_current(rq, p);
1052 #endif
1053 }
1054
1055 static inline int task_on_rq_queued(struct task_struct *p)
1056 {
1057         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_QUEUED;
1058 }
1059
1060 static inline int task_on_rq_migrating(struct task_struct *p)
1061 {
1062         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1063 }
1064
1065 #ifndef prepare_arch_switch
1066 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
1067 #endif
1068 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
1069 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
1070 #endif
1071
1072 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1073 {
1074 #ifdef CONFIG_SMP
1075         /*
1076          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1077          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1078          * here.
1079          */
1080         next->on_cpu = 1;
1081 #endif
1082 }
1083
1084 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1085 {
1086 #ifdef CONFIG_SMP
1087         /*
1088          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1089          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1090          * finished.
1091          *
1092          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
1093          * happen before this.
1094          *
1095          * Pairs with the control dependency and rmb in try_to_wake_up().
1096          */
1097         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
1098 #endif
1099 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
1100         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
1101         rq->lock.owner = current;
1102 #endif
1103         /*
1104          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
1105          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
1106          * prev into current:
1107          */
1108         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
1109
1110         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1111 }
1112
1113 /*
1114  * wake flags
1115  */
1116 #define WF_SYNC         0x01            /* waker goes to sleep after wakeup */
1117 #define WF_FORK         0x02            /* child wakeup after fork */
1118 #define WF_MIGRATED     0x4             /* internal use, task got migrated */
1119
1120 /*
1121  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1122  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1123  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1124  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1125  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1126  * slice expiry etc.
1127  */
1128
1129 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1130 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1131
1132 /*
1133  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1134  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1135  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1136  * that remained on nice 0.
1137  *
1138  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1139  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1140  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1141  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1142  * the relative distance between them is ~25%.)
1143  */
1144 static const int prio_to_weight[40] = {
1145  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1146  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1147  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1148  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1149  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1150  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1151  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1152  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1153 };
1154
1155 /*
1156  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1157  *
1158  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1159  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1160  * into multiplications:
1161  */
1162 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1163  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1164  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1165  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1166  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1167  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1168  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1169  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1170  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1171 };
1172
1173 #define ENQUEUE_WAKEUP          0x01
1174 #define ENQUEUE_HEAD            0x02
1175 #ifdef CONFIG_SMP
1176 #define ENQUEUE_WAKING          0x04    /* sched_class::task_waking was called */
1177 #else
1178 #define ENQUEUE_WAKING          0x00
1179 #endif
1180 #define ENQUEUE_REPLENISH       0x08
1181 #define ENQUEUE_RESTORE 0x10
1182
1183 #define DEQUEUE_SLEEP           0x01
1184 #define DEQUEUE_SAVE            0x02
1185
1186 #define RETRY_TASK              ((void *)-1UL)
1187
1188 struct sched_class {
1189         const struct sched_class *next;
1190
1191         void (*enqueue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1192         void (*dequeue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1193         void (*yield_task) (struct rq *rq);
1194         bool (*yield_to_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt);
1195
1196         void (*check_preempt_curr) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1197
1198         /*
1199          * It is the responsibility of the pick_next_task() method that will
1200          * return the next task to call put_prev_task() on the @prev task or
1201          * something equivalent.
1202          *
1203          * May return RETRY_TASK when it finds a higher prio class has runnable
1204          * tasks.
1205          */
1206         struct task_struct * (*pick_next_task) (struct rq *rq,
1207                                                 struct task_struct *prev);
1208         void (*put_prev_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p);
1209
1210 #ifdef CONFIG_SMP
1211         int  (*select_task_rq)(struct task_struct *p, int task_cpu, int sd_flag, int flags);
1212         void (*migrate_task_rq)(struct task_struct *p);
1213
1214         void (*task_waking) (struct task_struct *task);
1215         void (*task_woken) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1216
1217         void (*set_cpus_allowed)(struct task_struct *p,
1218                                  const struct cpumask *newmask);
1219
1220         void (*rq_online)(struct rq *rq);
1221         void (*rq_offline)(struct rq *rq);
1222 #endif
1223
1224         void (*set_curr_task) (struct rq *rq);
1225         void (*task_tick) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued);
1226         void (*task_fork) (struct task_struct *p);
1227         void (*task_dead) (struct task_struct *p);
1228
1229         /*
1230          * The switched_from() call is allowed to drop rq->lock, therefore we
1231          * cannot assume the switched_from/switched_to pair is serliazed by
1232          * rq->lock. They are however serialized by p->pi_lock.
1233          */
1234         void (*switched_from) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1235         void (*switched_to) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1236         void (*prio_changed) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task,
1237                              int oldprio);
1238
1239         unsigned int (*get_rr_interval) (struct rq *rq,
1240                                          struct task_struct *task);
1241
1242         void (*update_curr) (struct rq *rq);
1243
1244 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1245         void (*task_move_group) (struct task_struct *p);
1246 #endif
1247 };
1248
1249 static inline void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1250 {
1251         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
1252 }
1253
1254 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1255 #define for_each_class(class) \
1256    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1257
1258 extern const struct sched_class stop_sched_class;
1259 extern const struct sched_class dl_sched_class;
1260 extern const struct sched_class rt_sched_class;
1261 extern const struct sched_class fair_sched_class;
1262 extern const struct sched_class idle_sched_class;
1263
1264
1265 #ifdef CONFIG_SMP
1266
1267 extern void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu);
1268
1269 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq);
1270
1271 extern void idle_enter_fair(struct rq *this_rq);
1272 extern void idle_exit_fair(struct rq *this_rq);
1273
1274 extern void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask);
1275
1276 #else
1277
1278 static inline void idle_enter_fair(struct rq *rq) { }
1279 static inline void idle_exit_fair(struct rq *rq) { }
1280
1281 #endif
1282
1283 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
1284 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1285                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1286 {
1287         rq->idle_state = idle_state;
1288 }
1289
1290 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1291 {
1292         WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1293         return rq->idle_state;
1294 }
1295
1296 static inline void idle_set_state_idx(struct rq *rq, int idle_state_idx)
1297 {
1298         rq->idle_state_idx = idle_state_idx;
1299 }
1300
1301 static inline int idle_get_state_idx(struct rq *rq)
1302 {
1303         WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1304         return rq->idle_state_idx;
1305 }
1306 #else
1307 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1308                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1309 {
1310 }
1311
1312 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1313 {
1314         return NULL;
1315 }
1316
1317 static inline void idle_set_state_idx(struct rq *rq, int idle_state_idx)
1318 {
1319 }
1320
1321 static inline int idle_get_state_idx(struct rq *rq)
1322 {
1323         return -1;
1324 }
1325 #endif
1326
1327 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
1328 extern void sched_init_granularity(void);
1329 extern void update_max_interval(void);
1330
1331 extern void init_sched_dl_class(void);
1332 extern void init_sched_rt_class(void);
1333 extern void init_sched_fair_class(void);
1334
1335 extern void resched_curr(struct rq *rq);
1336 extern void resched_cpu(int cpu);
1337
1338 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
1339 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
1340
1341 extern struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
1342 extern void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime);
1343 extern void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1344
1345 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime);
1346
1347 extern void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se);
1348
1349 extern void init_max_cpu_capacity(struct max_cpu_capacity *mcc);
1350
1351 static inline void add_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1352 {
1353         unsigned prev_nr = rq->nr_running;
1354
1355         rq->nr_running = prev_nr + count;
1356
1357         if (prev_nr < 2 && rq->nr_running >= 2) {
1358 #ifdef CONFIG_SMP
1359                 if (!rq->rd->overload)
1360                         rq->rd->overload = true;
1361 #endif
1362
1363 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1364                 if (tick_nohz_full_cpu(rq->cpu)) {
1365                         /*
1366                          * Tick is needed if more than one task runs on a CPU.
1367                          * Send the target an IPI to kick it out of nohz mode.
1368                          *
1369                          * We assume that IPI implies full memory barrier and the
1370                          * new value of rq->nr_running is visible on reception
1371                          * from the target.
1372                          */
1373                         tick_nohz_full_kick_cpu(rq->cpu);
1374                 }
1375 #endif
1376         }
1377 }
1378
1379 static inline void sub_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1380 {
1381         rq->nr_running -= count;
1382 }
1383
1384 static inline void rq_last_tick_reset(struct rq *rq)
1385 {
1386 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1387         rq->last_sched_tick = jiffies;
1388 #endif
1389 }
1390
1391 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
1392
1393 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1394 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1395
1396 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1397
1398 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg;
1399 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
1400 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
1401
1402 static inline u64 sched_avg_period(void)
1403 {
1404         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1405 }
1406
1407 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1408
1409 /*
1410  * Use hrtick when:
1411  *  - enabled by features
1412  *  - hrtimer is actually high res
1413  */
1414 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1415 {
1416         if (!sched_feat(HRTICK))
1417                 return 0;
1418         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1419                 return 0;
1420         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1421 }
1422
1423 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
1424
1425 #else
1426
1427 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1428 {
1429         return 0;
1430 }
1431
1432 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1433
1434 #ifdef CONFIG_SMP
1435 extern void sched_avg_update(struct rq *rq);
1436
1437 #ifndef arch_scale_freq_capacity
1438 static __always_inline
1439 unsigned long arch_scale_freq_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
1440 {
1441         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1442 }
1443 #endif
1444
1445 #ifndef arch_scale_cpu_capacity
1446 static __always_inline
1447 unsigned long arch_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
1448 {
1449         if (sd && (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && (sd->span_weight > 1))
1450                 return sd->smt_gain / sd->span_weight;
1451
1452         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1453 }
1454 #endif
1455
1456 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1457 {
1458         rq->rt_avg += rt_delta * arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu_of(rq));
1459         sched_avg_update(rq);
1460 }
1461 #else
1462 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta) { }
1463 static inline void sched_avg_update(struct rq *rq) { }
1464 #endif
1465
1466 /*
1467  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
1468  */
1469 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
1470         __acquires(rq->lock)
1471 {
1472         struct rq *rq;
1473
1474         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1475
1476         for (;;) {
1477                 rq = task_rq(p);
1478                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1479                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
1480                         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1481                         return rq;
1482                 }
1483                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1484
1485                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
1486                         cpu_relax();
1487         }
1488 }
1489
1490 /*
1491  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
1492  */
1493 static inline struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1494         __acquires(p->pi_lock)
1495         __acquires(rq->lock)
1496 {
1497         struct rq *rq;
1498
1499         for (;;) {
1500                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
1501                 rq = task_rq(p);
1502                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1503                 /*
1504                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
1505                  *
1506                  *      ACQUIRE (rq->lock)
1507                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
1508                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
1509                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
1510                  *                                      [L] ->on_rq
1511                  *      RELEASE (rq->lock)
1512                  *
1513                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
1514                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
1515                  *
1516                  * If we observe the new cpu in task_rq_lock, the acquire will
1517                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
1518                  */
1519                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
1520                         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1521                         return rq;
1522                 }
1523                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1524                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1525
1526                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
1527                         cpu_relax();
1528         }
1529 }
1530
1531 static inline void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1532         __releases(rq->lock)
1533 {
1534         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1535         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1536 }
1537
1538 static inline void
1539 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1540         __releases(rq->lock)
1541         __releases(p->pi_lock)
1542 {
1543         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1544         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1545         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1546 }
1547
1548 #ifdef CONFIG_SMP
1549 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1550
1551 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1552
1553 /*
1554  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1555  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1556  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1557  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1558  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1559  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1560  */
1561 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1562         __releases(this_rq->lock)
1563         __acquires(busiest->lock)
1564         __acquires(this_rq->lock)
1565 {
1566         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1567         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1568
1569         return 1;
1570 }
1571
1572 #else
1573 /*
1574  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1575  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1576  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1577  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1578  * regardless of entry order into the function.
1579  */
1580 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1581         __releases(this_rq->lock)
1582         __acquires(busiest->lock)
1583         __acquires(this_rq->lock)
1584 {
1585         int ret = 0;
1586
1587         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1588                 if (busiest < this_rq) {
1589                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1590                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1591                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1592                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1593                         ret = 1;
1594                 } else
1595                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1596                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1597         }
1598         return ret;
1599 }
1600
1601 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1602
1603 /*
1604  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1605  */
1606 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1607 {
1608         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1609                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1610                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1611                 BUG_ON(1);
1612         }
1613
1614         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1615 }
1616
1617 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1618         __releases(busiest->lock)
1619 {
1620         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1621         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1622 }
1623
1624 static inline void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1625 {
1626         if (l1 > l2)
1627                 swap(l1, l2);
1628
1629         spin_lock(l1);
1630         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1631 }
1632
1633 static inline void double_lock_irq(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1634 {
1635         if (l1 > l2)
1636                 swap(l1, l2);
1637
1638         spin_lock_irq(l1);
1639         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1640 }
1641
1642 static inline void double_raw_lock(raw_spinlock_t *l1, raw_spinlock_t *l2)
1643 {
1644         if (l1 > l2)
1645                 swap(l1, l2);
1646
1647         raw_spin_lock(l1);
1648         raw_spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1649 }
1650
1651 /*
1652  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1653  *
1654  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1655  * you need to do so manually before calling.
1656  */
1657 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1658         __acquires(rq1->lock)
1659         __acquires(rq2->lock)
1660 {
1661         BUG_ON(!irqs_disabled());
1662         if (rq1 == rq2) {
1663                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1664                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1665         } else {
1666                 if (rq1 < rq2) {
1667                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1668                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1669                 } else {
1670                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1671                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1672                 }
1673         }
1674 }
1675
1676 /*
1677  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1678  *
1679  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1680  * you need to do so manually after calling.
1681  */
1682 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1683         __releases(rq1->lock)
1684         __releases(rq2->lock)
1685 {
1686         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1687         if (rq1 != rq2)
1688                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1689         else
1690                 __release(rq2->lock);
1691 }
1692
1693 #else /* CONFIG_SMP */
1694
1695 /*
1696  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1697  *
1698  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1699  * you need to do so manually before calling.
1700  */
1701 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1702         __acquires(rq1->lock)
1703         __acquires(rq2->lock)
1704 {
1705         BUG_ON(!irqs_disabled());
1706         BUG_ON(rq1 != rq2);
1707         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1708         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1709 }
1710
1711 /*
1712  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1713  *
1714  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1715  * you need to do so manually after calling.
1716  */
1717 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1718         __releases(rq1->lock)
1719         __releases(rq2->lock)
1720 {
1721         BUG_ON(rq1 != rq2);
1722         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1723         __release(rq2->lock);
1724 }
1725
1726 #endif
1727
1728 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1729 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1730
1731 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
1732 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1733 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1734 extern void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1735 extern void
1736 print_cfs_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct cfs_rq *cfs_rq);
1737
1738 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1739 extern void
1740 show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m);
1741 extern void
1742 print_numa_stats(struct seq_file *m, int node, unsigned long tsf,
1743         unsigned long tpf, unsigned long gsf, unsigned long gpf);
1744 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1745 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1746
1747 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
1748 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq);
1749 extern void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq);
1750
1751 extern void cfs_bandwidth_usage_inc(void);
1752 extern void cfs_bandwidth_usage_dec(void);
1753
1754 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1755 enum rq_nohz_flag_bits {
1756         NOHZ_TICK_STOPPED,
1757         NOHZ_BALANCE_KICK,
1758 };
1759
1760 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
1761 #endif
1762
1763 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1764
1765 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1766 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1767
1768 #ifndef CONFIG_64BIT
1769 DECLARE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
1770
1771 static inline void irq_time_write_begin(void)
1772 {
1773         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1774         smp_wmb();
1775 }
1776
1777 static inline void irq_time_write_end(void)
1778 {
1779         smp_wmb();
1780         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1781 }
1782
1783 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1784 {
1785         u64 irq_time;
1786         unsigned seq;
1787
1788         do {
1789                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
1790                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
1791                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1792         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
1793
1794         return irq_time;
1795 }
1796 #else /* CONFIG_64BIT */
1797 static inline void irq_time_write_begin(void)
1798 {
1799 }
1800
1801 static inline void irq_time_write_end(void)
1802 {
1803 }
1804
1805 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1806 {
1807         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1808 }
1809 #endif /* CONFIG_64BIT */
1810 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */