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