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