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 /*
 514  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
 515  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
 516  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
 517  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
 518  * object.
 519  *
 520  */
 521 struct root_domain {
 522         atomic_t refcount;
 523         atomic_t rto_count;
 524         struct rcu_head rcu;
 525         cpumask_var_t span;
 526         cpumask_var_t online;
 527
 528         /* Indicate more than one runnable task for any CPU */
 529         bool overload;
 530
 531         /* Indicate one or more cpus over-utilized (tipping point) */
 532         bool overutilized;
 533
 534         /*
 535          * The bit corresponding to a CPU gets set here if such CPU has more
 536          * than one runnable -deadline task (as it is below for RT tasks).
 537          */
 538         cpumask_var_t dlo_mask;
 539         atomic_t dlo_count;
 540         struct dl_bw dl_bw;
 541         struct cpudl cpudl;
 542
 543         /*
 544          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
 545          * one runnable RT task.
 546          */
 547         cpumask_var_t rto_mask;
 548         struct cpupri cpupri;
 549
 550         /* Maximum cpu capacity in the system. */
 551         unsigned long max_cpu_capacity;
 552 };
 553
 554 extern struct root_domain def_root_domain;
 555
 556 #endif /* CONFIG_SMP */
 557
 558 /*
 559  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
 560  *
 561  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
 562  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
 563  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
 564  */
 565 struct rq {
 566         /* runqueue lock: */
 567         raw_spinlock_t lock;
 568
 569         /*
 570          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
 571          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
 572          */
 573         unsigned int nr_running;
 574 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 575         unsigned int nr_numa_running;
 576         unsigned int nr_preferred_running;
 577 #endif
 578         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
 579         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
 580         unsigned long last_load_update_tick;
 581 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
 582         u64 nohz_stamp;
 583         unsigned long nohz_flags;
 584 #endif
 585 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
 586         unsigned long last_sched_tick;
 587 #endif
 588         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
 589         struct load_weight load;
 590         unsigned long nr_load_updates;
 591         u64 nr_switches;
 592
 593         struct cfs_rq cfs;
 594         struct rt_rq rt;
 595         struct dl_rq dl;
 596
 597 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 598         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
 599         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
 600 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 601
 602         /*
 603          * This is part of a global counter where only the total sum
 604          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
 605          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
 606          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
 607          */
 608         unsigned long nr_uninterruptible;
 609
 610         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
 611         unsigned long next_balance;
 612         struct mm_struct *prev_mm;
 613
 614         unsigned int clock_skip_update;
 615         u64 clock;
 616         u64 clock_task;
 617
 618         atomic_t nr_iowait;
 619
 620 #ifdef CONFIG_SMP
 621         struct root_domain *rd;
 622         struct sched_domain *sd;
 623
 624         unsigned long cpu_capacity;
 625         unsigned long cpu_capacity_orig;
 626
 627         struct callback_head *balance_callback;
 628
 629         unsigned char idle_balance;
 630         /* For active balancing */
 631         int active_balance;
 632         int push_cpu;
 633         struct cpu_stop_work active_balance_work;
 634         /* cpu of this runqueue: */
 635         int cpu;
 636         int online;
 637
 638         struct list_head cfs_tasks;
 639
 640         u64 rt_avg;
 641         u64 age_stamp;
 642         u64 idle_stamp;
 643         u64 avg_idle;
 644
 645         /* This is used to determine avg_idle's max value */
 646         u64 max_idle_balance_cost;
 647 #endif
 648
 649 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
 650         u64 prev_irq_time;
 651 #endif
 652 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 653         u64 prev_steal_time;
 654 #endif
 655 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
 656         u64 prev_steal_time_rq;
 657 #endif
 658
 659         /* calc_load related fields */
 660         unsigned long calc_load_update;
 661         long calc_load_active;
 662
 663 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
 664 #ifdef CONFIG_SMP
 665         int hrtick_csd_pending;
 666         struct call_single_data hrtick_csd;
 667 #endif
 668         struct hrtimer hrtick_timer;
 669 #endif
 670
 671 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 672         /* latency stats */
 673         struct sched_info rq_sched_info;
 674         unsigned long long rq_cpu_time;
 675         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
 676
 677         /* sys_sched_yield() stats */
 678         unsigned int yld_count;
 679
 680         /* schedule() stats */
 681         unsigned int sched_count;
 682         unsigned int sched_goidle;
 683
 684         /* try_to_wake_up() stats */
 685         unsigned int ttwu_count;
 686         unsigned int ttwu_local;
 687 #endif
 688
 689 #ifdef CONFIG_SMP
 690         struct llist_head wake_list;
 691 #endif
 692
 693 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
 694         /* Must be inspected within a rcu lock section */
 695         struct cpuidle_state *idle_state;
 696         int idle_state_idx;
 697 #endif
 698 };
 699
 700 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
 701 {
 702 #ifdef CONFIG_SMP
 703         return rq->cpu;
 704 #else
 705         return 0;
 706 #endif
 707 }
 708
 709 DECLARE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
 710
 711 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
 712 #define this_rq()               this_cpu_ptr(&runqueues)
 713 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
 714 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
 715 #define raw_rq()                raw_cpu_ptr(&runqueues)
 716
 717 static inline u64 __rq_clock_broken(struct rq *rq)
 718 {
 719         return READ_ONCE(rq->clock);
 720 }
 721
 722 static inline u64 rq_clock(struct rq *rq)
 723 {
 724         lockdep_assert_held(&rq->lock);
 725         return rq->clock;
 726 }
 727
 728 static inline u64 rq_clock_task(struct rq *rq)
 729 {
 730         lockdep_assert_held(&rq->lock);
 731         return rq->clock_task;
 732 }
 733
 734 #define RQCF_REQ_SKIP   0x01
 735 #define RQCF_ACT_SKIP   0x02
 736
 737 static inline void rq_clock_skip_update(struct rq *rq, bool skip)
 738 {
 739         lockdep_assert_held(&rq->lock);
 740         if (skip)
 741                 rq->clock_skip_update |= RQCF_REQ_SKIP;
 742         else
 743                 rq->clock_skip_update &= ~RQCF_REQ_SKIP;
 744 }
 745
 746 #ifdef CONFIG_NUMA
 747 enum numa_topology_type {
 748         NUMA_DIRECT,
 749         NUMA_GLUELESS_MESH,
 750         NUMA_BACKPLANE,
 751 };
 752 extern enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
 753 extern int sched_max_numa_distance;
 754 extern bool find_numa_distance(int distance);
 755 #endif
 756
 757 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 758 /* The regions in numa_faults array from task_struct */
 759 enum numa_faults_stats {
 760         NUMA_MEM = 0,
 761         NUMA_CPU,
 762         NUMA_MEMBUF,
 763         NUMA_CPUBUF
 764 };
 765 extern void sched_setnuma(struct task_struct *p, int node);
 766 extern int migrate_task_to(struct task_struct *p, int cpu);
 767 extern int migrate_swap(struct task_struct *, struct task_struct *);
 768 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
 769
 770 #ifdef CONFIG_SMP
 771
 772 static inline void
 773 queue_balance_callback(struct rq *rq,
 774                        struct callback_head *head,
 775                        void (*func)(struct rq *rq))
 776 {
 777         lockdep_assert_held(&rq->lock);
 778
 779         if (unlikely(head->next))
 780                 return;
 781
 782         head->func = (void (*)(struct callback_head *))func;
 783         head->next = rq->balance_callback;
 784         rq->balance_callback = head;
 785 }
 786
 787 extern void sched_ttwu_pending(void);
 788
 789 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
 790         rcu_dereference_check((p), \
 791                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
 792
 793 /*
 794  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
 795  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
 796  *
 797  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
 798  * preempt-disabled sections.
 799  */
 800 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
 801         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
 802                         __sd; __sd = __sd->parent)
 803
 804 #define for_each_lower_domain(sd) for (; sd; sd = sd->child)
 805
 806 /**
 807  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
 808  * @cpu:        The cpu whose highest level of sched domain is to
 809  *              be returned.
 810  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
 811  *              for the given cpu.
 812  *
 813  * Returns the highest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
 814  */
 815 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
 816 {
 817         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
 818
 819         for_each_domain(cpu, sd) {
 820                 if (!(sd->flags & flag))
 821                         break;
 822                 hsd = sd;
 823         }
 824
 825         return hsd;
 826 }
 827
 828 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
 829 {
 830         struct sched_domain *sd;
 831
 832         for_each_domain(cpu, sd) {
 833                 if (sd->flags & flag)
 834                         break;
 835         }
 836
 837         return sd;
 838 }
 839
 840 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
 841 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
 842 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
 843 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
 844 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
 845 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
 846 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_ea);
 847 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_scs);
 848
 849 struct sched_group_capacity {
 850         atomic_t ref;
 851         /*
 852          * CPU capacity of this group, SCHED_LOAD_SCALE being max capacity
 853          * for a single CPU.
 854          */
 855         unsigned int capacity;
 856         unsigned long next_update;
 857         int imbalance; /* XXX unrelated to capacity but shared group state */
 858         /*
 859          * Number of busy cpus in this group.
 860          */
 861         atomic_t nr_busy_cpus;
 862
 863         unsigned long cpumask[0]; /* iteration mask */
 864 };
 865
 866 struct sched_group {
 867         struct sched_group *next;       /* Must be a circular list */
 868         atomic_t ref;
 869
 870         unsigned int group_weight;
 871         struct sched_group_capacity *sgc;
 872         const struct sched_group_energy const *sge;
 873
 874         /*
 875          * The CPUs this group covers.
 876          *
 877          * NOTE: this field is variable length. (Allocated dynamically
 878          * by attaching extra space to the end of the structure,
 879          * depending on how many CPUs the kernel has booted up with)
 880          */
 881         unsigned long cpumask[0];
 882 };
 883
 884 static inline struct cpumask *sched_group_cpus(struct sched_group *sg)
 885 {
 886         return to_cpumask(sg->cpumask);
 887 }
 888
 889 /*
 890  * cpumask masking which cpus in the group are allowed to iterate up the domain
 891  * tree.
 892  */
 893 static inline struct cpumask *sched_group_mask(struct sched_group *sg)
 894 {
 895         return to_cpumask(sg->sgc->cpumask);
 896 }
 897
 898 /**
 899  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
 900  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
 901  */
 902 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
 903 {
 904         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
 905 }
 906
 907 extern int group_balance_cpu(struct sched_group *sg);
 908
 909 #else
 910
 911 static inline void sched_ttwu_pending(void) { }
 912
 913 #endif /* CONFIG_SMP */
 914
 915 #include "stats.h"
 916 #include "auto_group.h"
 917
 918 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
 919
 920 /*
 921  * Return the group to which this tasks belongs.
 922  *
 923  * We cannot use task_css() and friends because the cgroup subsystem
 924  * changes that value before the cgroup_subsys::attach() method is called,
 925  * therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
 926  *
 927  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
 928  * core changes this before calling sched_move_task().
 929  *
 930  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
 931  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
 932  */
 933 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 934 {
 935         return p->sched_task_group;
 936 }
 937
 938 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
 939 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 940 {
 941 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
 942         struct task_group *tg = task_group(p);
 943 #endif
 944
 945 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 946         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
 947         p->se.parent = tg->se[cpu];
 948 #endif
 949
 950 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 951         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
 952         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
 953 #endif
 954 }
 955
 956 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 957
 958 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
 959 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 960 {
 961         return NULL;
 962 }
 963
 964 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 965
 966 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 967 {
 968         set_task_rq(p, cpu);
 969 #ifdef CONFIG_SMP
 970         /*
 971          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
 972          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
 973          * per-task data have been completed by this moment.
 974          */
 975         smp_wmb();
 976         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
 977         p->wake_cpu = cpu;
 978 #endif
 979 }
 980
 981 /*
 982  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
 983  */
 984 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 985 # include <linux/static_key.h>
 986 # define const_debug __read_mostly
 987 #else
 988 # define const_debug const
 989 #endif
 990
 991 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
 992
 993 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
 994         __SCHED_FEAT_##name ,
 995
 996 enum {
 997 #include "features.h"
 998         __SCHED_FEAT_NR,
 999 };
1000
1001 #undef SCHED_FEAT
1002
1003 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
1004 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
1005 static __always_inline bool static_branch_##name(struct static_key *key) \
1006 {                                                                       \
1007         return static_key_##enabled(key);                               \
1008 }
1009
1010 #include "features.h"
1011
1012 #undef SCHED_FEAT
1013
1014 extern struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
1015 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
1016 #else /* !(SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL) */
1017 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
1018 #endif /* SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL */
1019
1020 extern struct static_key_false sched_numa_balancing;
1021
1022 static inline u64 global_rt_period(void)
1023 {
1024         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
1025 }
1026
1027 static inline u64 global_rt_runtime(void)
1028 {
1029         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
1030                 return RUNTIME_INF;
1031
1032         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
1033 }
1034
1035 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1036 {
1037         return rq->curr == p;
1038 }
1039
1040 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1041 {
1042 #ifdef CONFIG_SMP
1043         return p->on_cpu;
1044 #else
1045         return task_current(rq, p);
1046 #endif
1047 }
1048
1049 static inline int task_on_rq_queued(struct task_struct *p)
1050 {
1051         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_QUEUED;
1052 }
1053
1054 static inline int task_on_rq_migrating(struct task_struct *p)
1055 {
1056         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1057 }
1058
1059 #ifndef prepare_arch_switch
1060 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
1061 #endif
1062 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
1063 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
1064 #endif
1065
1066 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1067 {
1068 #ifdef CONFIG_SMP
1069         /*
1070          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1071          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1072          * here.
1073          */
1074         next->on_cpu = 1;
1075 #endif
1076 }
1077
1078 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1079 {
1080 #ifdef CONFIG_SMP
1081         /*
1082          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1083          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1084          * finished.
1085          *
1086          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
1087          * happen before this.
1088          *
1089          * Pairs with the control dependency and rmb in try_to_wake_up().
1090          */
1091         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
1092 #endif
1093 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
1094         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
1095         rq->lock.owner = current;
1096 #endif
1097         /*
1098          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
1099          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
1100          * prev into current:
1101          */
1102         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
1103
1104         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1105 }
1106
1107 /*
1108  * wake flags
1109  */
1110 #define WF_SYNC         0x01            /* waker goes to sleep after wakeup */
1111 #define WF_FORK         0x02            /* child wakeup after fork */
1112 #define WF_MIGRATED     0x4             /* internal use, task got migrated */
1113
1114 /*
1115  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1116  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1117  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1118  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1119  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1120  * slice expiry etc.
1121  */
1122
1123 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1124 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1125
1126 /*
1127  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1128  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1129  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1130  * that remained on nice 0.
1131  *
1132  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1133  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1134  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1135  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1136  * the relative distance between them is ~25%.)
1137  */
1138 static const int prio_to_weight[40] = {
1139  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1140  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1141  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1142  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1143  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1144  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1145  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1146  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1147 };
1148
1149 /*
1150  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1151  *
1152  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1153  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1154  * into multiplications:
1155  */
1156 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1157  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1158  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1159  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1160  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1161  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1162  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1163  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1164  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1165 };
1166
1167 #define ENQUEUE_WAKEUP          0x01
1168 #define ENQUEUE_HEAD            0x02
1169 #ifdef CONFIG_SMP
1170 #define ENQUEUE_WAKING          0x04    /* sched_class::task_waking was called */
1171 #else
1172 #define ENQUEUE_WAKING          0x00
1173 #endif
1174 #define ENQUEUE_REPLENISH       0x08
1175 #define ENQUEUE_RESTORE 0x10
1176
1177 #define DEQUEUE_SLEEP           0x01
1178 #define DEQUEUE_SAVE            0x02
1179
1180 #define RETRY_TASK              ((void *)-1UL)
1181
1182 struct sched_class {
1183         const struct sched_class *next;
1184
1185         void (*enqueue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1186         void (*dequeue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1187         void (*yield_task) (struct rq *rq);
1188         bool (*yield_to_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt);
1189
1190         void (*check_preempt_curr) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1191
1192         /*
1193          * It is the responsibility of the pick_next_task() method that will
1194          * return the next task to call put_prev_task() on the @prev task or
1195          * something equivalent.
1196          *
1197          * May return RETRY_TASK when it finds a higher prio class has runnable
1198          * tasks.
1199          */
1200         struct task_struct * (*pick_next_task) (struct rq *rq,
1201                                                 struct task_struct *prev);
1202         void (*put_prev_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p);
1203
1204 #ifdef CONFIG_SMP
1205         int  (*select_task_rq)(struct task_struct *p, int task_cpu, int sd_flag, int flags);
1206         void (*migrate_task_rq)(struct task_struct *p);
1207
1208         void (*task_waking) (struct task_struct *task);
1209         void (*task_woken) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1210
1211         void (*set_cpus_allowed)(struct task_struct *p,
1212                                  const struct cpumask *newmask);
1213
1214         void (*rq_online)(struct rq *rq);
1215         void (*rq_offline)(struct rq *rq);
1216 #endif
1217
1218         void (*set_curr_task) (struct rq *rq);
1219         void (*task_tick) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued);
1220         void (*task_fork) (struct task_struct *p);
1221         void (*task_dead) (struct task_struct *p);
1222
1223         /*
1224          * The switched_from() call is allowed to drop rq->lock, therefore we
1225          * cannot assume the switched_from/switched_to pair is serliazed by
1226          * rq->lock. They are however serialized by p->pi_lock.
1227          */
1228         void (*switched_from) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1229         void (*switched_to) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1230         void (*prio_changed) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task,
1231                              int oldprio);
1232
1233         unsigned int (*get_rr_interval) (struct rq *rq,
1234                                          struct task_struct *task);
1235
1236         void (*update_curr) (struct rq *rq);
1237
1238 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1239         void (*task_move_group) (struct task_struct *p);
1240 #endif
1241 };
1242
1243 static inline void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1244 {
1245         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
1246 }
1247
1248 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1249 #define for_each_class(class) \
1250    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1251
1252 extern const struct sched_class stop_sched_class;
1253 extern const struct sched_class dl_sched_class;
1254 extern const struct sched_class rt_sched_class;
1255 extern const struct sched_class fair_sched_class;
1256 extern const struct sched_class idle_sched_class;
1257
1258
1259 #ifdef CONFIG_SMP
1260
1261 extern void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu);
1262
1263 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq);
1264
1265 extern void idle_enter_fair(struct rq *this_rq);
1266 extern void idle_exit_fair(struct rq *this_rq);
1267
1268 extern void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask);
1269
1270 #else
1271
1272 static inline void idle_enter_fair(struct rq *rq) { }
1273 static inline void idle_exit_fair(struct rq *rq) { }
1274
1275 #endif
1276
1277 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
1278 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1279                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1280 {
1281         rq->idle_state = idle_state;
1282 }
1283
1284 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1285 {
1286         WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1287         return rq->idle_state;
1288 }
1289
1290 static inline void idle_set_state_idx(struct rq *rq, int idle_state_idx)
1291 {
1292         rq->idle_state_idx = idle_state_idx;
1293 }
1294
1295 static inline int idle_get_state_idx(struct rq *rq)
1296 {
1297         WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1298         return rq->idle_state_idx;
1299 }
1300 #else
1301 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1302                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1303 {
1304 }
1305
1306 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1307 {
1308         return NULL;
1309 }
1310
1311 static inline void idle_set_state_idx(struct rq *rq, int idle_state_idx)
1312 {
1313 }
1314
1315 static inline int idle_get_state_idx(struct rq *rq)
1316 {
1317         return -1;
1318 }
1319 #endif
1320
1321 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
1322 extern void sched_init_granularity(void);
1323 extern void update_max_interval(void);
1324
1325 extern void init_sched_dl_class(void);
1326 extern void init_sched_rt_class(void);
1327 extern void init_sched_fair_class(void);
1328
1329 extern void resched_curr(struct rq *rq);
1330 extern void resched_cpu(int cpu);
1331
1332 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
1333 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
1334
1335 extern struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
1336 extern void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime);
1337 extern void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1338
1339 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime);
1340
1341 extern void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se);
1342
1343 static inline void add_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1344 {
1345         unsigned prev_nr = rq->nr_running;
1346
1347         rq->nr_running = prev_nr + count;
1348
1349         if (prev_nr < 2 && rq->nr_running >= 2) {
1350 #ifdef CONFIG_SMP
1351                 if (!rq->rd->overload)
1352                         rq->rd->overload = true;
1353 #endif
1354
1355 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1356                 if (tick_nohz_full_cpu(rq->cpu)) {
1357                         /*
1358                          * Tick is needed if more than one task runs on a CPU.
1359                          * Send the target an IPI to kick it out of nohz mode.
1360                          *
1361                          * We assume that IPI implies full memory barrier and the
1362                          * new value of rq->nr_running is visible on reception
1363                          * from the target.
1364                          */
1365                         tick_nohz_full_kick_cpu(rq->cpu);
1366                 }
1367 #endif
1368         }
1369 }
1370
1371 static inline void sub_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1372 {
1373         rq->nr_running -= count;
1374 }
1375
1376 static inline void rq_last_tick_reset(struct rq *rq)
1377 {
1378 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1379         rq->last_sched_tick = jiffies;
1380 #endif
1381 }
1382
1383 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
1384
1385 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1386 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1387
1388 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1389
1390 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg;
1391 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
1392 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
1393
1394 static inline u64 sched_avg_period(void)
1395 {
1396         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1397 }
1398
1399 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1400
1401 /*
1402  * Use hrtick when:
1403  *  - enabled by features
1404  *  - hrtimer is actually high res
1405  */
1406 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1407 {
1408         if (!sched_feat(HRTICK))
1409                 return 0;
1410         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1411                 return 0;
1412         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1413 }
1414
1415 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
1416
1417 #else
1418
1419 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1420 {
1421         return 0;
1422 }
1423
1424 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1425
1426 #ifdef CONFIG_SMP
1427 extern void sched_avg_update(struct rq *rq);
1428
1429 #ifndef arch_scale_freq_capacity
1430 static __always_inline
1431 unsigned long arch_scale_freq_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
1432 {
1433         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1434 }
1435 #endif
1436
1437 #ifndef arch_scale_cpu_capacity
1438 static __always_inline
1439 unsigned long arch_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
1440 {
1441         if (sd && (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && (sd->span_weight > 1))
1442                 return sd->smt_gain / sd->span_weight;
1443
1444         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1445 }
1446 #endif
1447
1448 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1449 {
1450         rq->rt_avg += rt_delta * arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu_of(rq));
1451         sched_avg_update(rq);
1452 }
1453 #else
1454 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta) { }
1455 static inline void sched_avg_update(struct rq *rq) { }
1456 #endif
1457
1458 /*
1459  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
1460  */
1461 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
1462         __acquires(rq->lock)
1463 {
1464         struct rq *rq;
1465
1466         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1467
1468         for (;;) {
1469                 rq = task_rq(p);
1470                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1471                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
1472                         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1473                         return rq;
1474                 }
1475                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1476
1477                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
1478                         cpu_relax();
1479         }
1480 }
1481
1482 /*
1483  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
1484  */
1485 static inline struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1486         __acquires(p->pi_lock)
1487         __acquires(rq->lock)
1488 {
1489         struct rq *rq;
1490
1491         for (;;) {
1492                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
1493                 rq = task_rq(p);
1494                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1495                 /*
1496                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
1497                  *
1498                  *      ACQUIRE (rq->lock)
1499                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
1500                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
1501                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
1502                  *                                      [L] ->on_rq
1503                  *      RELEASE (rq->lock)
1504                  *
1505                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
1506                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
1507                  *
1508                  * If we observe the new cpu in task_rq_lock, the acquire will
1509                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
1510                  */
1511                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
1512                         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1513                         return rq;
1514                 }
1515                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1516                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1517
1518                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
1519                         cpu_relax();
1520         }
1521 }
1522
1523 static inline void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1524         __releases(rq->lock)
1525 {
1526         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1527         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1528 }
1529
1530 static inline void
1531 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1532         __releases(rq->lock)
1533         __releases(p->pi_lock)
1534 {
1535         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1536         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1537         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1538 }
1539
1540 #ifdef CONFIG_SMP
1541 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1542
1543 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1544
1545 /*
1546  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1547  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1548  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1549  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1550  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1551  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1552  */
1553 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1554         __releases(this_rq->lock)
1555         __acquires(busiest->lock)
1556         __acquires(this_rq->lock)
1557 {
1558         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1559         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1560
1561         return 1;
1562 }
1563
1564 #else
1565 /*
1566  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1567  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1568  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1569  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1570  * regardless of entry order into the function.
1571  */
1572 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1573         __releases(this_rq->lock)
1574         __acquires(busiest->lock)
1575         __acquires(this_rq->lock)
1576 {
1577         int ret = 0;
1578
1579         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1580                 if (busiest < this_rq) {
1581                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1582                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1583                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1584                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1585                         ret = 1;
1586                 } else
1587                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1588                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1589         }
1590         return ret;
1591 }
1592
1593 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1594
1595 /*
1596  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1597  */
1598 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1599 {
1600         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1601                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1602                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1603                 BUG_ON(1);
1604         }
1605
1606         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1607 }
1608
1609 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1610         __releases(busiest->lock)
1611 {
1612         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1613         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1614 }
1615
1616 static inline void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1617 {
1618         if (l1 > l2)
1619                 swap(l1, l2);
1620
1621         spin_lock(l1);
1622         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1623 }
1624
1625 static inline void double_lock_irq(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1626 {
1627         if (l1 > l2)
1628                 swap(l1, l2);
1629
1630         spin_lock_irq(l1);
1631         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1632 }
1633
1634 static inline void double_raw_lock(raw_spinlock_t *l1, raw_spinlock_t *l2)
1635 {
1636         if (l1 > l2)
1637                 swap(l1, l2);
1638
1639         raw_spin_lock(l1);
1640         raw_spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1641 }
1642
1643 /*
1644  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1645  *
1646  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1647  * you need to do so manually before calling.
1648  */
1649 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1650         __acquires(rq1->lock)
1651         __acquires(rq2->lock)
1652 {
1653         BUG_ON(!irqs_disabled());
1654         if (rq1 == rq2) {
1655                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1656                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1657         } else {
1658                 if (rq1 < rq2) {
1659                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1660                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1661                 } else {
1662                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1663                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1664                 }
1665         }
1666 }
1667
1668 /*
1669  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1670  *
1671  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1672  * you need to do so manually after calling.
1673  */
1674 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1675         __releases(rq1->lock)
1676         __releases(rq2->lock)
1677 {
1678         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1679         if (rq1 != rq2)
1680                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1681         else
1682                 __release(rq2->lock);
1683 }
1684
1685 #else /* CONFIG_SMP */
1686
1687 /*
1688  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1689  *
1690  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1691  * you need to do so manually before calling.
1692  */
1693 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1694         __acquires(rq1->lock)
1695         __acquires(rq2->lock)
1696 {
1697         BUG_ON(!irqs_disabled());
1698         BUG_ON(rq1 != rq2);
1699         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1700         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1701 }
1702
1703 /*
1704  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1705  *
1706  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1707  * you need to do so manually after calling.
1708  */
1709 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1710         __releases(rq1->lock)
1711         __releases(rq2->lock)
1712 {
1713         BUG_ON(rq1 != rq2);
1714         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1715         __release(rq2->lock);
1716 }
1717
1718 #endif
1719
1720 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1721 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1722
1723 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
1724 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1725 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1726 extern void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1727 extern void
1728 print_cfs_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct cfs_rq *cfs_rq);
1729
1730 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1731 extern void
1732 show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m);
1733 extern void
1734 print_numa_stats(struct seq_file *m, int node, unsigned long tsf,
1735         unsigned long tpf, unsigned long gsf, unsigned long gpf);
1736 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1737 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1738
1739 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
1740 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq);
1741 extern void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq);
1742
1743 extern void cfs_bandwidth_usage_inc(void);
1744 extern void cfs_bandwidth_usage_dec(void);
1745
1746 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1747 enum rq_nohz_flag_bits {
1748         NOHZ_TICK_STOPPED,
1749         NOHZ_BALANCE_KICK,
1750 };
1751
1752 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
1753 #endif
1754
1755 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1756
1757 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1758 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1759
1760 #ifndef CONFIG_64BIT
1761 DECLARE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
1762
1763 static inline void irq_time_write_begin(void)
1764 {
1765         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1766         smp_wmb();
1767 }
1768
1769 static inline void irq_time_write_end(void)
1770 {
1771         smp_wmb();
1772         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1773 }
1774
1775 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1776 {
1777         u64 irq_time;
1778         unsigned seq;
1779
1780         do {
1781                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
1782                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
1783                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1784         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
1785
1786         return irq_time;
1787 }
1788 #else /* CONFIG_64BIT */
1789 static inline void irq_time_write_begin(void)
1790 {
1791 }
1792
1793 static inline void irq_time_write_end(void)
1794 {
1795 }
1796
1797 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1798 {
1799         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1800 }
1801 #endif /* CONFIG_64BIT */
1802 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
1803
1804 static inline void account_reset_rq(struct rq *rq)
1805 {
1806 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1807         rq->prev_irq_time = 0;
1808 #endif
1809 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
1810         rq->prev_steal_time = 0;
1811 #endif
1812 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
1813         rq->prev_steal_time_rq = 0;
1814 #endif
1815 }