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 long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq);
  30 extern void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq);
  31
  32 /*
  33  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
  34  */
  35 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
  36
  37 /*
  38  * Increase resolution of nice-level calculations for 64-bit architectures.
  39  * The extra resolution improves shares distribution and load balancing of
  40  * low-weight task groups (eg. nice +19 on an autogroup), deeper taskgroup
  41  * hierarchies, especially on larger systems. This is not a user-visible change
  42  * and does not change the user-interface for setting shares/weights.
  43  *
  44  * We increase resolution only if we have enough bits to allow this increased
  45  * resolution (i.e. BITS_PER_LONG > 32). The costs for increasing resolution
  46  * when BITS_PER_LONG <= 32 are pretty high and the returns do not justify the
  47  * increased costs.
  48  */
  49 #if 0 /* BITS_PER_LONG > 32 -- currently broken: it increases power usage under light load  */
  50 # define SCHED_LOAD_RESOLUTION  10
  51 # define scale_load(w)          ((w) << SCHED_LOAD_RESOLUTION)
  52 # define scale_load_down(w)     ((w) >> SCHED_LOAD_RESOLUTION)
  53 #else
  54 # define SCHED_LOAD_RESOLUTION  0
  55 # define scale_load(w)          (w)
  56 # define scale_load_down(w)     (w)
  57 #endif
  58
  59 #define SCHED_LOAD_SHIFT        (10 + SCHED_LOAD_RESOLUTION)
  60 #define SCHED_LOAD_SCALE        (1L << SCHED_LOAD_SHIFT)
  61
  62 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
  63 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
  64
  65 /*
  66  * Single value that decides SCHED_DEADLINE internal math precision.
  67  * 10 -> just above 1us
  68  * 9  -> just above 0.5us
  69  */
  70 #define DL_SCALE (10)
  71
  72 /*
  73  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
  74  */
  75
  76 /*
  77  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
  78  */
  79 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
  80
  81 static inline int fair_policy(int policy)
  82 {
  83         return policy == SCHED_NORMAL || policy == SCHED_BATCH;
  84 }
  85
  86 static inline int rt_policy(int policy)
  87 {
  88         return policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR;
  89 }
  90
  91 static inline int dl_policy(int policy)
  92 {
  93         return policy == SCHED_DEADLINE;
  94 }
  95
  96 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
  97 {
  98         return rt_policy(p->policy);
  99 }
 100
 101 static inline int task_has_dl_policy(struct task_struct *p)
 102 {
 103         return dl_policy(p->policy);
 104 }
 105
 106 static inline bool dl_time_before(u64 a, u64 b)
 107 {
 108         return (s64)(a - b) < 0;
 109 }
 110
 111 /*
 112  * Tells if entity @a should preempt entity @b.
 113  */
 114 static inline bool
 115 dl_entity_preempt(struct sched_dl_entity *a, struct sched_dl_entity *b)
 116 {
 117         return dl_time_before(a->deadline, b->deadline);
 118 }
 119
 120 /*
 121  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
 122  */
 123 struct rt_prio_array {
 124         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
 125         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
 126 };
 127
 128 struct rt_bandwidth {
 129         /* nests inside the rq lock: */
 130         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
 131         ktime_t                 rt_period;
 132         u64                     rt_runtime;
 133         struct hrtimer          rt_period_timer;
 134 };
 135
 136 void __dl_clear_params(struct task_struct *p);
 137
 138 /*
 139  * To keep the bandwidth of -deadline tasks and groups under control
 140  * we need some place where:
 141  *  - store the maximum -deadline bandwidth of the system (the group);
 142  *  - cache the fraction of that bandwidth that is currently allocated.
 143  *
 144  * This is all done in the data structure below. It is similar to the
 145  * one used for RT-throttling (rt_bandwidth), with the main difference
 146  * that, since here we are only interested in admission control, we
 147  * do not decrease any runtime while the group "executes", neither we
 148  * need a timer to replenish it.
 149  *
 150  * With respect to SMP, the bandwidth is given on a per-CPU basis,
 151  * meaning that:
 152  *  - dl_bw (< 100%) is the bandwidth of the system (group) on each CPU;
 153  *  - dl_total_bw array contains, in the i-eth element, the currently
 154  *    allocated bandwidth on the i-eth CPU.
 155  * Moreover, groups consume bandwidth on each CPU, while tasks only
 156  * consume bandwidth on the CPU they're running on.
 157  * Finally, dl_total_bw_cpu is used to cache the index of dl_total_bw
 158  * that will be shown the next time the proc or cgroup controls will
 159  * be red. It on its turn can be changed by writing on its own
 160  * control.
 161  */
 162 struct dl_bandwidth {
 163         raw_spinlock_t dl_runtime_lock;
 164         u64 dl_runtime;
 165         u64 dl_period;
 166 };
 167
 168 static inline int dl_bandwidth_enabled(void)
 169 {
 170         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
 171 }
 172
 173 extern struct dl_bw *dl_bw_of(int i);
 174
 175 struct dl_bw {
 176         raw_spinlock_t lock;
 177         u64 bw, total_bw;
 178 };
 179
 180 static inline
 181 void __dl_clear(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw)
 182 {
 183         dl_b->total_bw -= tsk_bw;
 184 }
 185
 186 static inline
 187 void __dl_add(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw)
 188 {
 189         dl_b->total_bw += tsk_bw;
 190 }
 191
 192 static inline
 193 bool __dl_overflow(struct dl_bw *dl_b, int cpus, u64 old_bw, u64 new_bw)
 194 {
 195         return dl_b->bw != -1 &&
 196                dl_b->bw * cpus < dl_b->total_bw - old_bw + new_bw;
 197 }
 198
 199 extern struct mutex sched_domains_mutex;
 200
 201 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
 202
 203 #include <linux/cgroup.h>
 204
 205 struct cfs_rq;
 206 struct rt_rq;
 207
 208 extern struct list_head task_groups;
 209
 210 struct cfs_bandwidth {
 211 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
 212         raw_spinlock_t lock;
 213         ktime_t period;
 214         u64 quota, runtime;
 215         s64 hierarchical_quota;
 216         u64 runtime_expires;
 217
 218         int idle, timer_active;
 219         struct hrtimer period_timer, slack_timer;
 220         struct list_head throttled_cfs_rq;
 221
 222         /* statistics */
 223         int nr_periods, nr_throttled;
 224         u64 throttled_time;
 225 #endif
 226 };
 227
 228 /* task group related information */
 229 struct task_group {
 230         struct cgroup_subsys_state css;
 231
 232 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 233         /* schedulable entities of this group on each cpu */
 234         struct sched_entity **se;
 235         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
 236         struct cfs_rq **cfs_rq;
 237         unsigned long shares;
 238
 239 #ifdef  CONFIG_SMP
 240         atomic_long_t load_avg;
 241         atomic_t runnable_avg;
 242 #endif
 243 #endif
 244
 245 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 246         struct sched_rt_entity **rt_se;
 247         struct rt_rq **rt_rq;
 248
 249         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
 250 #endif
 251
 252         struct rcu_head rcu;
 253         struct list_head list;
 254
 255         struct task_group *parent;
 256         struct list_head siblings;
 257         struct list_head children;
 258
 259 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
 260         struct autogroup *autogroup;
 261 #endif
 262
 263         struct cfs_bandwidth cfs_bandwidth;
 264 };
 265
 266 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 267 #define ROOT_TASK_GROUP_LOAD    NICE_0_LOAD
 268
 269 /*
 270  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
 271  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
 272  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
 273  * too large, so as the shares value of a task group.
 274  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
 275  *  limitation from this.)
 276  */
 277 #define MIN_SHARES      (1UL <<  1)
 278 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
 279 #endif
 280
 281 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
 282
 283 extern int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
 284                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data);
 285
 286 /*
 287  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
 288  * leaving it for the final time.
 289  *
 290  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
 291  */
 292 static inline int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
 293 {
 294         return walk_tg_tree_from(&root_task_group, down, up, data);
 295 }
 296
 297 extern int tg_nop(struct task_group *tg, void *data);
 298
 299 extern void free_fair_sched_group(struct task_group *tg);
 300 extern int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 301 extern void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu);
 302 extern void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
 303                         struct sched_entity *se, int cpu,
 304                         struct sched_entity *parent);
 305 extern void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 306 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
 307
 308 extern void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 309 extern void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b, bool force);
 310 extern void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
 311
 312 extern void free_rt_sched_group(struct task_group *tg);
 313 extern int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 314 extern void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
 315                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu,
 316                 struct sched_rt_entity *parent);
 317
 318 extern struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent);
 319 extern void sched_online_group(struct task_group *tg,
 320                                struct task_group *parent);
 321 extern void sched_destroy_group(struct task_group *tg);
 322 extern void sched_offline_group(struct task_group *tg);
 323
 324 extern void sched_move_task(struct task_struct *tsk);
 325
 326 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 327 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
 328 #endif
 329
 330 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 331
 332 struct cfs_bandwidth { };
 333
 334 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 335
 336 /* CFS-related fields in a runqueue */
 337 struct cfs_rq {
 338         struct load_weight load;
 339         unsigned int nr_running, h_nr_running;
 340
 341         u64 exec_clock;
 342         u64 min_vruntime;
 343 #ifndef CONFIG_64BIT
 344         u64 min_vruntime_copy;
 345 #endif
 346
 347         struct rb_root tasks_timeline;
 348         struct rb_node *rb_leftmost;
 349
 350         /*
 351          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
 352          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
 353          */
 354         struct sched_entity *curr, *next, *last, *skip;
 355
 356 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
 357         unsigned int nr_spread_over;
 358 #endif
 359
 360 #ifdef CONFIG_SMP
 361         /*
 362          * CFS Load tracking
 363          * Under CFS, load is tracked on a per-entity basis and aggregated up.
 364          * This allows for the description of both thread and group usage (in
 365          * the FAIR_GROUP_SCHED case).
 366          * runnable_load_avg is the sum of the load_avg_contrib of the
 367          * sched_entities on the rq.
 368          * blocked_load_avg is similar to runnable_load_avg except that its
 369          * the blocked sched_entities on the rq.
 370          * utilization_load_avg is the sum of the average running time of the
 371          * sched_entities on the rq.
 372          */
 373         unsigned long runnable_load_avg, blocked_load_avg, utilization_load_avg;
 374         atomic64_t decay_counter;
 375         u64 last_decay;
 376         atomic_long_t removed_load;
 377
 378 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 379         /* Required to track per-cpu representation of a task_group */
 380         u32 tg_runnable_contrib;
 381         unsigned long tg_load_contrib;
 382
 383         /*
 384          *   h_load = weight * f(tg)
 385          *
 386          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
 387          * this group.
 388          */
 389         unsigned long h_load;
 390         u64 last_h_load_update;
 391         struct sched_entity *h_load_next;
 392 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 393 #endif /* CONFIG_SMP */
 394
 395 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 396         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
 397
 398         /*
 399          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
 400          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
 401          * (like users, containers etc.)
 402          *
 403          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
 404          * list is used during load balance.
 405          */
 406         int on_list;
 407         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
 408         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
 409
 410 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
 411         int runtime_enabled;
 412         u64 runtime_expires;
 413         s64 runtime_remaining;
 414
 415         u64 throttled_clock, throttled_clock_task;
 416         u64 throttled_clock_task_time;
 417         int throttled, throttle_count;
 418         struct list_head throttled_list;
 419 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
 420 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 421 };
 422
 423 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
 424 {
 425         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
 426 }
 427
 428 /* RT IPI pull logic requires IRQ_WORK */
 429 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 430 # define HAVE_RT_PUSH_IPI
 431 #endif
 432
 433 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
 434 struct rt_rq {
 435         struct rt_prio_array active;
 436         unsigned int rt_nr_running;
 437 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 438         struct {
 439                 int curr; /* highest queued rt task prio */
 440 #ifdef CONFIG_SMP
 441                 int next; /* next highest */
 442 #endif
 443         } highest_prio;
 444 #endif
 445 #ifdef CONFIG_SMP
 446         unsigned long rt_nr_migratory;
 447         unsigned long rt_nr_total;
 448         int overloaded;
 449         struct plist_head pushable_tasks;
 450 #ifdef HAVE_RT_PUSH_IPI
 451         int push_flags;
 452         int push_cpu;
 453         struct irq_work push_work;
 454         raw_spinlock_t push_lock;
 455 #endif
 456 #endif /* CONFIG_SMP */
 457         int rt_queued;
 458
 459         int rt_throttled;
 460         u64 rt_time;
 461         u64 rt_runtime;
 462         /* Nests inside the rq lock: */
 463         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
 464
 465 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 466         unsigned long rt_nr_boosted;
 467
 468         struct rq *rq;
 469         struct task_group *tg;
 470 #endif
 471 };
 472
 473 /* Deadline class' related fields in a runqueue */
 474 struct dl_rq {
 475         /* runqueue is an rbtree, ordered by deadline */
 476         struct rb_root rb_root;
 477         struct rb_node *rb_leftmost;
 478
 479         unsigned long dl_nr_running;
 480
 481 #ifdef CONFIG_SMP
 482         /*
 483          * Deadline values of the currently executing and the
 484          * earliest ready task on this rq. Caching these facilitates
 485          * the decision wether or not a ready but not running task
 486          * should migrate somewhere else.
 487          */
 488         struct {
 489                 u64 curr;
 490                 u64 next;
 491         } earliest_dl;
 492
 493         unsigned long dl_nr_migratory;
 494         int overloaded;
 495
 496         /*
 497          * Tasks on this rq that can be pushed away. They are kept in
 498          * an rb-tree, ordered by tasks' deadlines, with caching
 499          * of the leftmost (earliest deadline) element.
 500          */
 501         struct rb_root pushable_dl_tasks_root;
 502         struct rb_node *pushable_dl_tasks_leftmost;
 503 #else
 504         struct dl_bw dl_bw;
 505 #endif
 506 };
 507
 508 #ifdef CONFIG_SMP
 509
 510 /*
 511  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
 512  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
 513  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
 514  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
 515  * object.
 516  *
 517  */
 518 struct root_domain {
 519         atomic_t refcount;
 520         atomic_t rto_count;
 521         struct rcu_head rcu;
 522         cpumask_var_t span;
 523         cpumask_var_t online;
 524
 525         /* Indicate more than one runnable task for any CPU */
 526         bool overload;
 527
 528         /*
 529          * The bit corresponding to a CPU gets set here if such CPU has more
 530          * than one runnable -deadline task (as it is below for RT tasks).
 531          */
 532         cpumask_var_t dlo_mask;
 533         atomic_t dlo_count;
 534         struct dl_bw dl_bw;
 535         struct cpudl cpudl;
 536
 537         /*
 538          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
 539          * one runnable RT task.
 540          */
 541         cpumask_var_t rto_mask;
 542         struct cpupri cpupri;
 543 };
 544
 545 extern struct root_domain def_root_domain;
 546
 547 #endif /* CONFIG_SMP */
 548
 549 /*
 550  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
 551  *
 552  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
 553  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
 554  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
 555  */
 556 struct rq {
 557         /* runqueue lock: */
 558         raw_spinlock_t lock;
 559
 560         /*
 561          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
 562          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
 563          */
 564         unsigned int nr_running;
 565 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 566         unsigned int nr_numa_running;
 567         unsigned int nr_preferred_running;
 568 #endif
 569         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
 570         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
 571         unsigned long last_load_update_tick;
 572 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
 573         u64 nohz_stamp;
 574         unsigned long nohz_flags;
 575 #endif
 576 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
 577         unsigned long last_sched_tick;
 578 #endif
 579         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
 580         struct load_weight load;
 581         unsigned long nr_load_updates;
 582         u64 nr_switches;
 583
 584         struct cfs_rq cfs;
 585         struct rt_rq rt;
 586         struct dl_rq dl;
 587
 588 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 589         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
 590         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
 591
 592         struct sched_avg avg;
 593 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 594
 595         /*
 596          * This is part of a global counter where only the total sum
 597          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
 598          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
 599          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
 600          */
 601         unsigned long nr_uninterruptible;
 602
 603         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
 604         unsigned long next_balance;
 605         struct mm_struct *prev_mm;
 606
 607         unsigned int clock_skip_update;
 608         u64 clock;
 609         u64 clock_task;
 610
 611         atomic_t nr_iowait;
 612
 613 #ifdef CONFIG_SMP
 614         struct root_domain *rd;
 615         struct sched_domain *sd;
 616
 617         unsigned long cpu_capacity;
 618         unsigned long cpu_capacity_orig;
 619
 620         unsigned char idle_balance;
 621         /* For active balancing */
 622         int post_schedule;
 623         int active_balance;
 624         int push_cpu;
 625         struct cpu_stop_work active_balance_work;
 626         /* cpu of this runqueue: */
 627         int cpu;
 628         int online;
 629
 630         struct list_head cfs_tasks;
 631
 632         u64 rt_avg;
 633         u64 age_stamp;
 634         u64 idle_stamp;
 635         u64 avg_idle;
 636
 637         /* This is used to determine avg_idle's max value */
 638         u64 max_idle_balance_cost;
 639 #endif
 640
 641 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
 642         u64 prev_irq_time;
 643 #endif
 644 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 645         u64 prev_steal_time;
 646 #endif
 647 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
 648         u64 prev_steal_time_rq;
 649 #endif
 650
 651         /* calc_load related fields */
 652         unsigned long calc_load_update;
 653         long calc_load_active;
 654
 655 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
 656 #ifdef CONFIG_SMP
 657         int hrtick_csd_pending;
 658         struct call_single_data hrtick_csd;
 659 #endif
 660         struct hrtimer hrtick_timer;
 661 #endif
 662
 663 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 664         /* latency stats */
 665         struct sched_info rq_sched_info;
 666         unsigned long long rq_cpu_time;
 667         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
 668
 669         /* sys_sched_yield() stats */
 670         unsigned int yld_count;
 671
 672         /* schedule() stats */
 673         unsigned int sched_count;
 674         unsigned int sched_goidle;
 675
 676         /* try_to_wake_up() stats */
 677         unsigned int ttwu_count;
 678         unsigned int ttwu_local;
 679 #endif
 680
 681 #ifdef CONFIG_SMP
 682         struct llist_head wake_list;
 683 #endif
 684
 685 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
 686         /* Must be inspected within a rcu lock section */
 687         struct cpuidle_state *idle_state;
 688 #endif
 689 };
 690
 691 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
 692 {
 693 #ifdef CONFIG_SMP
 694         return rq->cpu;
 695 #else
 696         return 0;
 697 #endif
 698 }
 699
 700 DECLARE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
 701
 702 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
 703 #define this_rq()               this_cpu_ptr(&runqueues)
 704 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
 705 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
 706 #define raw_rq()                raw_cpu_ptr(&runqueues)
 707
 708 static inline u64 __rq_clock_broken(struct rq *rq)
 709 {
 710         return ACCESS_ONCE(rq->clock);
 711 }
 712
 713 static inline u64 rq_clock(struct rq *rq)
 714 {
 715         lockdep_assert_held(&rq->lock);
 716         return rq->clock;
 717 }
 718
 719 static inline u64 rq_clock_task(struct rq *rq)
 720 {
 721         lockdep_assert_held(&rq->lock);
 722         return rq->clock_task;
 723 }
 724
 725 #define RQCF_REQ_SKIP   0x01
 726 #define RQCF_ACT_SKIP   0x02
 727
 728 static inline void rq_clock_skip_update(struct rq *rq, bool skip)
 729 {
 730         lockdep_assert_held(&rq->lock);
 731         if (skip)
 732                 rq->clock_skip_update |= RQCF_REQ_SKIP;
 733         else
 734                 rq->clock_skip_update &= ~RQCF_REQ_SKIP;
 735 }
 736
 737 #ifdef CONFIG_NUMA
 738 enum numa_topology_type {
 739         NUMA_DIRECT,
 740         NUMA_GLUELESS_MESH,
 741         NUMA_BACKPLANE,
 742 };
 743 extern enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
 744 extern int sched_max_numa_distance;
 745 extern bool find_numa_distance(int distance);
 746 #endif
 747
 748 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 749 /* The regions in numa_faults array from task_struct */
 750 enum numa_faults_stats {
 751         NUMA_MEM = 0,
 752         NUMA_CPU,
 753         NUMA_MEMBUF,
 754         NUMA_CPUBUF
 755 };
 756 extern void sched_setnuma(struct task_struct *p, int node);
 757 extern int migrate_task_to(struct task_struct *p, int cpu);
 758 extern int migrate_swap(struct task_struct *, struct task_struct *);
 759 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
 760
 761 #ifdef CONFIG_SMP
 762
 763 extern void sched_ttwu_pending(void);
 764
 765 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
 766         rcu_dereference_check((p), \
 767                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
 768
 769 /*
 770  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
 771  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
 772  *
 773  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
 774  * preempt-disabled sections.
 775  */
 776 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
 777         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
 778                         __sd; __sd = __sd->parent)
 779
 780 #define for_each_lower_domain(sd) for (; sd; sd = sd->child)
 781
 782 /**
 783  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
 784  * @cpu:        The cpu whose highest level of sched domain is to
 785  *              be returned.
 786  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
 787  *              for the given cpu.
 788  *
 789  * Returns the highest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
 790  */
 791 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
 792 {
 793         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
 794
 795         for_each_domain(cpu, sd) {
 796                 if (!(sd->flags & flag))
 797                         break;
 798                 hsd = sd;
 799         }
 800
 801         return hsd;
 802 }
 803
 804 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
 805 {
 806         struct sched_domain *sd;
 807
 808         for_each_domain(cpu, sd) {
 809                 if (sd->flags & flag)
 810                         break;
 811         }
 812
 813         return sd;
 814 }
 815
 816 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
 817 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
 818 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
 819 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
 820 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
 821 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
 822
 823 struct sched_group_capacity {
 824         atomic_t ref;
 825         /*
 826          * CPU capacity of this group, SCHED_LOAD_SCALE being max capacity
 827          * for a single CPU.
 828          */
 829         unsigned int capacity;
 830         unsigned long next_update;
 831         int imbalance; /* XXX unrelated to capacity but shared group state */
 832         /*
 833          * Number of busy cpus in this group.
 834          */
 835         atomic_t nr_busy_cpus;
 836
 837         unsigned long cpumask[0]; /* iteration mask */
 838 };
 839
 840 struct sched_group {
 841         struct sched_group *next;       /* Must be a circular list */
 842         atomic_t ref;
 843
 844         unsigned int group_weight;
 845         struct sched_group_capacity *sgc;
 846
 847         /*
 848          * The CPUs this group covers.
 849          *
 850          * NOTE: this field is variable length. (Allocated dynamically
 851          * by attaching extra space to the end of the structure,
 852          * depending on how many CPUs the kernel has booted up with)
 853          */
 854         unsigned long cpumask[0];
 855 };
 856
 857 static inline struct cpumask *sched_group_cpus(struct sched_group *sg)
 858 {
 859         return to_cpumask(sg->cpumask);
 860 }
 861
 862 /*
 863  * cpumask masking which cpus in the group are allowed to iterate up the domain
 864  * tree.
 865  */
 866 static inline struct cpumask *sched_group_mask(struct sched_group *sg)
 867 {
 868         return to_cpumask(sg->sgc->cpumask);
 869 }
 870
 871 /**
 872  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
 873  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
 874  */
 875 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
 876 {
 877         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
 878 }
 879
 880 extern int group_balance_cpu(struct sched_group *sg);
 881
 882 #else
 883
 884 static inline void sched_ttwu_pending(void) { }
 885
 886 #endif /* CONFIG_SMP */
 887
 888 #include "stats.h"
 889 #include "auto_group.h"
 890
 891 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
 892
 893 /*
 894  * Return the group to which this tasks belongs.
 895  *
 896  * We cannot use task_css() and friends because the cgroup subsystem
 897  * changes that value before the cgroup_subsys::attach() method is called,
 898  * therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
 899  *
 900  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
 901  * core changes this before calling sched_move_task().
 902  *
 903  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
 904  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
 905  */
 906 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 907 {
 908         return p->sched_task_group;
 909 }
 910
 911 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
 912 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 913 {
 914 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
 915         struct task_group *tg = task_group(p);
 916 #endif
 917
 918 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 919         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
 920         p->se.parent = tg->se[cpu];
 921 #endif
 922
 923 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 924         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
 925         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
 926 #endif
 927 }
 928
 929 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 930
 931 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
 932 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 933 {
 934         return NULL;
 935 }
 936
 937 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 938
 939 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 940 {
 941         set_task_rq(p, cpu);
 942 #ifdef CONFIG_SMP
 943         /*
 944          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
 945          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
 946          * per-task data have been completed by this moment.
 947          */
 948         smp_wmb();
 949         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
 950         p->wake_cpu = cpu;
 951 #endif
 952 }
 953
 954 /*
 955  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
 956  */
 957 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 958 # include <linux/static_key.h>
 959 # define const_debug __read_mostly
 960 #else
 961 # define const_debug const
 962 #endif
 963
 964 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
 965
 966 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
 967         __SCHED_FEAT_##name ,
 968
 969 enum {
 970 #include "features.h"
 971         __SCHED_FEAT_NR,
 972 };
 973
 974 #undef SCHED_FEAT
 975
 976 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
 977 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
 978 static __always_inline bool static_branch_##name(struct static_key *key) \
 979 {                                                                       \
 980         return static_key_##enabled(key);                               \
 981 }
 982
 983 #include "features.h"
 984
 985 #undef SCHED_FEAT
 986
 987 extern struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
 988 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
 989 #else /* !(SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL) */
 990 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
 991 #endif /* SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL */
 992
 993 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 994 #define sched_feat_numa(x) sched_feat(x)
 995 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 996 #define numabalancing_enabled sched_feat_numa(NUMA)
 997 #else
 998 extern bool numabalancing_enabled;
 999 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1000 #else
1001 #define sched_feat_numa(x) (0)
1002 #define numabalancing_enabled (0)
1003 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1004
1005 static inline u64 global_rt_period(void)
1006 {
1007         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
1008 }
1009
1010 static inline u64 global_rt_runtime(void)
1011 {
1012         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
1013                 return RUNTIME_INF;
1014
1015         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
1016 }
1017
1018 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1019 {
1020         return rq->curr == p;
1021 }
1022
1023 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1024 {
1025 #ifdef CONFIG_SMP
1026         return p->on_cpu;
1027 #else
1028         return task_current(rq, p);
1029 #endif
1030 }
1031
1032 static inline int task_on_rq_queued(struct task_struct *p)
1033 {
1034         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_QUEUED;
1035 }
1036
1037 static inline int task_on_rq_migrating(struct task_struct *p)
1038 {
1039         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1040 }
1041
1042 #ifndef prepare_arch_switch
1043 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
1044 #endif
1045 #ifndef finish_arch_switch
1046 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
1047 #endif
1048 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
1049 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
1050 #endif
1051
1052 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1053 {
1054 #ifdef CONFIG_SMP
1055         /*
1056          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1057          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1058          * here.
1059          */
1060         next->on_cpu = 1;
1061 #endif
1062 }
1063
1064 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1065 {
1066 #ifdef CONFIG_SMP
1067         /*
1068          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1069          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1070          * finished.
1071          */
1072         smp_wmb();
1073         prev->on_cpu = 0;
1074 #endif
1075 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
1076         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
1077         rq->lock.owner = current;
1078 #endif
1079         /*
1080          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
1081          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
1082          * prev into current:
1083          */
1084         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
1085
1086         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1087 }
1088
1089 /*
1090  * wake flags
1091  */
1092 #define WF_SYNC         0x01            /* waker goes to sleep after wakeup */
1093 #define WF_FORK         0x02            /* child wakeup after fork */
1094 #define WF_MIGRATED     0x4             /* internal use, task got migrated */
1095
1096 /*
1097  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1098  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1099  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1100  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1101  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1102  * slice expiry etc.
1103  */
1104
1105 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1106 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1107
1108 /*
1109  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1110  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1111  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1112  * that remained on nice 0.
1113  *
1114  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1115  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1116  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1117  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1118  * the relative distance between them is ~25%.)
1119  */
1120 static const int prio_to_weight[40] = {
1121  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1122  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1123  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1124  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1125  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1126  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1127  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1128  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1129 };
1130
1131 /*
1132  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1133  *
1134  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1135  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1136  * into multiplications:
1137  */
1138 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1139  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1140  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1141  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1142  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1143  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1144  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1145  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1146  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1147 };
1148
1149 #define ENQUEUE_WAKEUP          1
1150 #define ENQUEUE_HEAD            2
1151 #ifdef CONFIG_SMP
1152 #define ENQUEUE_WAKING          4       /* sched_class::task_waking was called */
1153 #else
1154 #define ENQUEUE_WAKING          0
1155 #endif
1156 #define ENQUEUE_REPLENISH       8
1157
1158 #define DEQUEUE_SLEEP           1
1159
1160 #define RETRY_TASK              ((void *)-1UL)
1161
1162 struct sched_class {
1163         const struct sched_class *next;
1164
1165         void (*enqueue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1166         void (*dequeue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1167         void (*yield_task) (struct rq *rq);
1168         bool (*yield_to_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt);
1169
1170         void (*check_preempt_curr) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1171
1172         /*
1173          * It is the responsibility of the pick_next_task() method that will
1174          * return the next task to call put_prev_task() on the @prev task or
1175          * something equivalent.
1176          *
1177          * May return RETRY_TASK when it finds a higher prio class has runnable
1178          * tasks.
1179          */
1180         struct task_struct * (*pick_next_task) (struct rq *rq,
1181                                                 struct task_struct *prev);
1182         void (*put_prev_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p);
1183
1184 #ifdef CONFIG_SMP
1185         int  (*select_task_rq)(struct task_struct *p, int task_cpu, int sd_flag, int flags);
1186         void (*migrate_task_rq)(struct task_struct *p, int next_cpu);
1187
1188         void (*post_schedule) (struct rq *this_rq);
1189         void (*task_waking) (struct task_struct *task);
1190         void (*task_woken) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1191
1192         void (*set_cpus_allowed)(struct task_struct *p,
1193                                  const struct cpumask *newmask);
1194
1195         void (*rq_online)(struct rq *rq);
1196         void (*rq_offline)(struct rq *rq);
1197 #endif
1198
1199         void (*set_curr_task) (struct rq *rq);
1200         void (*task_tick) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued);
1201         void (*task_fork) (struct task_struct *p);
1202         void (*task_dead) (struct task_struct *p);
1203
1204         /*
1205          * The switched_from() call is allowed to drop rq->lock, therefore we
1206          * cannot assume the switched_from/switched_to pair is serliazed by
1207          * rq->lock. They are however serialized by p->pi_lock.
1208          */
1209         void (*switched_from) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1210         void (*switched_to) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1211         void (*prio_changed) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task,
1212                              int oldprio);
1213
1214         unsigned int (*get_rr_interval) (struct rq *rq,
1215                                          struct task_struct *task);
1216
1217         void (*update_curr) (struct rq *rq);
1218
1219 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1220         void (*task_move_group) (struct task_struct *p, int on_rq);
1221 #endif
1222 };
1223
1224 static inline void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1225 {
1226         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
1227 }
1228
1229 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1230 #define for_each_class(class) \
1231    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1232
1233 extern const struct sched_class stop_sched_class;
1234 extern const struct sched_class dl_sched_class;
1235 extern const struct sched_class rt_sched_class;
1236 extern const struct sched_class fair_sched_class;
1237 extern const struct sched_class idle_sched_class;
1238
1239
1240 #ifdef CONFIG_SMP
1241
1242 extern void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu);
1243
1244 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq);
1245
1246 extern void idle_enter_fair(struct rq *this_rq);
1247 extern void idle_exit_fair(struct rq *this_rq);
1248
1249 #else
1250
1251 static inline void idle_enter_fair(struct rq *rq) { }
1252 static inline void idle_exit_fair(struct rq *rq) { }
1253
1254 #endif
1255
1256 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
1257 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1258                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1259 {
1260         rq->idle_state = idle_state;
1261 }
1262
1263 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1264 {
1265         WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1266         return rq->idle_state;
1267 }
1268 #else
1269 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1270                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1271 {
1272 }
1273
1274 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1275 {
1276         return NULL;
1277 }
1278 #endif
1279
1280 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
1281 extern void sched_init_granularity(void);
1282 extern void update_max_interval(void);
1283
1284 extern void init_sched_dl_class(void);
1285 extern void init_sched_rt_class(void);
1286 extern void init_sched_fair_class(void);
1287 extern void init_sched_dl_class(void);
1288
1289 extern void resched_curr(struct rq *rq);
1290 extern void resched_cpu(int cpu);
1291
1292 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
1293 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
1294
1295 extern struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
1296 extern void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime);
1297 extern void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1298
1299 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime);
1300
1301 extern void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq);
1302
1303 extern void init_task_runnable_average(struct task_struct *p);
1304
1305 static inline void add_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1306 {
1307         unsigned prev_nr = rq->nr_running;
1308
1309         rq->nr_running = prev_nr + count;
1310
1311         if (prev_nr < 2 && rq->nr_running >= 2) {
1312 #ifdef CONFIG_SMP
1313                 if (!rq->rd->overload)
1314                         rq->rd->overload = true;
1315 #endif
1316
1317 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1318                 if (tick_nohz_full_cpu(rq->cpu)) {
1319                         /*
1320                          * Tick is needed if more than one task runs on a CPU.
1321                          * Send the target an IPI to kick it out of nohz mode.
1322                          *
1323                          * We assume that IPI implies full memory barrier and the
1324                          * new value of rq->nr_running is visible on reception
1325                          * from the target.
1326                          */
1327                         tick_nohz_full_kick_cpu(rq->cpu);
1328                 }
1329 #endif
1330         }
1331 }
1332
1333 static inline void sub_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1334 {
1335         rq->nr_running -= count;
1336 }
1337
1338 static inline void rq_last_tick_reset(struct rq *rq)
1339 {
1340 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1341         rq->last_sched_tick = jiffies;
1342 #endif
1343 }
1344
1345 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
1346
1347 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1348 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1349
1350 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1351
1352 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg;
1353 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
1354 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
1355
1356 static inline u64 sched_avg_period(void)
1357 {
1358         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1359 }
1360
1361 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1362
1363 /*
1364  * Use hrtick when:
1365  *  - enabled by features
1366  *  - hrtimer is actually high res
1367  */
1368 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1369 {
1370         if (!sched_feat(HRTICK))
1371                 return 0;
1372         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1373                 return 0;
1374         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1375 }
1376
1377 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
1378
1379 #else
1380
1381 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1382 {
1383         return 0;
1384 }
1385
1386 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1387
1388 #ifdef CONFIG_SMP
1389 extern void sched_avg_update(struct rq *rq);
1390
1391 #ifndef arch_scale_freq_capacity
1392 static __always_inline
1393 unsigned long arch_scale_freq_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
1394 {
1395         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1396 }
1397 #endif
1398
1399 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1400 {
1401         rq->rt_avg += rt_delta * arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu_of(rq));
1402         sched_avg_update(rq);
1403 }
1404 #else
1405 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta) { }
1406 static inline void sched_avg_update(struct rq *rq) { }
1407 #endif
1408
1409 extern void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period);
1410
1411 /*
1412  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
1413  */
1414 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
1415         __acquires(rq->lock)
1416 {
1417         struct rq *rq;
1418
1419         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1420
1421         for (;;) {
1422                 rq = task_rq(p);
1423                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1424                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p)))
1425                         return rq;
1426                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1427
1428                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
1429                         cpu_relax();
1430         }
1431 }
1432
1433 /*
1434  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
1435  */
1436 static inline struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1437         __acquires(p->pi_lock)
1438         __acquires(rq->lock)
1439 {
1440         struct rq *rq;
1441
1442         for (;;) {
1443                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
1444                 rq = task_rq(p);
1445                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1446                 /*
1447                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
1448                  *
1449                  *      ACQUIRE (rq->lock)
1450                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
1451                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
1452                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
1453                  *                                      [L] ->on_rq
1454                  *      RELEASE (rq->lock)
1455                  *
1456                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
1457                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
1458                  *
1459                  * If we observe the new cpu in task_rq_lock, the acquire will
1460                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
1461                  */
1462                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p)))
1463                         return rq;
1464                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1465                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1466
1467                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
1468                         cpu_relax();
1469         }
1470 }
1471
1472 static inline void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1473         __releases(rq->lock)
1474 {
1475         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1476 }
1477
1478 static inline void
1479 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1480         __releases(rq->lock)
1481         __releases(p->pi_lock)
1482 {
1483         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1484         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1485 }
1486
1487 #ifdef CONFIG_SMP
1488 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1489
1490 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1491
1492 /*
1493  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1494  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1495  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1496  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1497  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1498  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1499  */
1500 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1501         __releases(this_rq->lock)
1502         __acquires(busiest->lock)
1503         __acquires(this_rq->lock)
1504 {
1505         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1506         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1507
1508         return 1;
1509 }
1510
1511 #else
1512 /*
1513  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1514  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1515  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1516  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1517  * regardless of entry order into the function.
1518  */
1519 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1520         __releases(this_rq->lock)
1521         __acquires(busiest->lock)
1522         __acquires(this_rq->lock)
1523 {
1524         int ret = 0;
1525
1526         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1527                 if (busiest < this_rq) {
1528                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1529                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1530                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1531                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1532                         ret = 1;
1533                 } else
1534                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1535                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1536         }
1537         return ret;
1538 }
1539
1540 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1541
1542 /*
1543  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1544  */
1545 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1546 {
1547         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1548                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1549                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1550                 BUG_ON(1);
1551         }
1552
1553         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1554 }
1555
1556 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1557         __releases(busiest->lock)
1558 {
1559         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1560         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1561 }
1562
1563 static inline void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1564 {
1565         if (l1 > l2)
1566                 swap(l1, l2);
1567
1568         spin_lock(l1);
1569         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1570 }
1571
1572 static inline void double_lock_irq(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1573 {
1574         if (l1 > l2)
1575                 swap(l1, l2);
1576
1577         spin_lock_irq(l1);
1578         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1579 }
1580
1581 static inline void double_raw_lock(raw_spinlock_t *l1, raw_spinlock_t *l2)
1582 {
1583         if (l1 > l2)
1584                 swap(l1, l2);
1585
1586         raw_spin_lock(l1);
1587         raw_spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1588 }
1589
1590 /*
1591  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1592  *
1593  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1594  * you need to do so manually before calling.
1595  */
1596 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1597         __acquires(rq1->lock)
1598         __acquires(rq2->lock)
1599 {
1600         BUG_ON(!irqs_disabled());
1601         if (rq1 == rq2) {
1602                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1603                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1604         } else {
1605                 if (rq1 < rq2) {
1606                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1607                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1608                 } else {
1609                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1610                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1611                 }
1612         }
1613 }
1614
1615 /*
1616  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1617  *
1618  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1619  * you need to do so manually after calling.
1620  */
1621 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1622         __releases(rq1->lock)
1623         __releases(rq2->lock)
1624 {
1625         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1626         if (rq1 != rq2)
1627                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1628         else
1629                 __release(rq2->lock);
1630 }
1631
1632 #else /* CONFIG_SMP */
1633
1634 /*
1635  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1636  *
1637  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1638  * you need to do so manually before calling.
1639  */
1640 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1641         __acquires(rq1->lock)
1642         __acquires(rq2->lock)
1643 {
1644         BUG_ON(!irqs_disabled());
1645         BUG_ON(rq1 != rq2);
1646         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1647         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1648 }
1649
1650 /*
1651  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1652  *
1653  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1654  * you need to do so manually after calling.
1655  */
1656 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1657         __releases(rq1->lock)
1658         __releases(rq2->lock)
1659 {
1660         BUG_ON(rq1 != rq2);
1661         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1662         __release(rq2->lock);
1663 }
1664
1665 #endif
1666
1667 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1668 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1669 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1670 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1671 extern void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1672
1673 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
1674 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq);
1675 extern void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq);
1676
1677 extern void cfs_bandwidth_usage_inc(void);
1678 extern void cfs_bandwidth_usage_dec(void);
1679
1680 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1681 enum rq_nohz_flag_bits {
1682         NOHZ_TICK_STOPPED,
1683         NOHZ_BALANCE_KICK,
1684 };
1685
1686 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
1687 #endif
1688
1689 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1690
1691 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1692 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1693
1694 #ifndef CONFIG_64BIT
1695 DECLARE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
1696
1697 static inline void irq_time_write_begin(void)
1698 {
1699         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1700         smp_wmb();
1701 }
1702
1703 static inline void irq_time_write_end(void)
1704 {
1705         smp_wmb();
1706         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1707 }
1708
1709 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1710 {
1711         u64 irq_time;
1712         unsigned seq;
1713
1714         do {
1715                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
1716                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
1717                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1718         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
1719
1720         return irq_time;
1721 }
1722 #else /* CONFIG_64BIT */
1723 static inline void irq_time_write_begin(void)
1724 {
1725 }
1726
1727 static inline void irq_time_write_end(void)
1728 {
1729 }
1730
1731 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1732 {
1733         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1734 }
1735 #endif /* CONFIG_64BIT */
1736 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */