kernel/sched/sched.h

   1
   2 #include <linux/sched.h>
   3 #include <linux/sched/sysctl.h>
   4 #include <linux/sched/rt.h>
   5 #include <linux/sched/deadline.h>
   6 #include <linux/mutex.h>
   7 #include <linux/spinlock.h>
   8 #include <linux/stop_machine.h>
   9 #include <linux/irq_work.h>
  10 #include <linux/tick.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12
  13 #include "cpupri.h"
  14 #include "cpudeadline.h"
  15 #include "cpuacct.h"
  16
  17 struct rq;
  18 struct cpuidle_state;
  19
  20 /* task_struct::on_rq states: */
  21 #define TASK_ON_RQ_QUEUED       1
  22 #define TASK_ON_RQ_MIGRATING    2
  23
  24 extern __read_mostly int scheduler_running;
  25
  26 extern unsigned long calc_load_update;
  27 extern atomic_long_t calc_load_tasks;
  28
  29 extern void calc_global_load_tick(struct rq *this_rq);
  30 extern long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq);
  31
  32 #ifdef CONFIG_SMP
  33 extern void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq);
  34 #else
  35 static inline void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq) { }
  36 #endif
  37
  38 /*
  39  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
  40  */
  41 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
  42
  43 /*
  44  * Increase resolution of nice-level calculations for 64-bit architectures.
  45  * The extra resolution improves shares distribution and load balancing of
  46  * low-weight task groups (eg. nice +19 on an autogroup), deeper taskgroup
  47  * hierarchies, especially on larger systems. This is not a user-visible change
  48  * and does not change the user-interface for setting shares/weights.
  49  *
  50  * We increase resolution only if we have enough bits to allow this increased
  51  * resolution (i.e. BITS_PER_LONG > 32). The costs for increasing resolution
  52  * when BITS_PER_LONG <= 32 are pretty high and the returns do not justify the
  53  * increased costs.
  54  */
  55 #if 0 /* BITS_PER_LONG > 32 -- currently broken: it increases power usage under light load  */
  56 # define SCHED_LOAD_RESOLUTION  10
  57 # define scale_load(w)          ((w) << SCHED_LOAD_RESOLUTION)
  58 # define scale_load_down(w)     ((w) >> SCHED_LOAD_RESOLUTION)
  59 #else
  60 # define SCHED_LOAD_RESOLUTION  0
  61 # define scale_load(w)          (w)
  62 # define scale_load_down(w)     (w)
  63 #endif
  64
  65 #define SCHED_LOAD_SHIFT        (10 + SCHED_LOAD_RESOLUTION)
  66 #define SCHED_LOAD_SCALE        (1L << SCHED_LOAD_SHIFT)
  67
  68 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
  69 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
  70
  71 /*
  72  * Single value that decides SCHED_DEADLINE internal math precision.
  73  * 10 -> just above 1us
  74  * 9  -> just above 0.5us
  75  */
  76 #define DL_SCALE (10)
  77
  78 /*
  79  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
  80  */
  81
  82 /*
  83  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
  84  */
  85 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
  86
  87 static inline int idle_policy(int policy)
  88 {
  89         return policy == SCHED_IDLE;
  90 }
  91 static inline int fair_policy(int policy)
  92 {
  93         return policy == SCHED_NORMAL || policy == SCHED_BATCH;
  94 }
  95
  96 static inline int rt_policy(int policy)
  97 {
  98         return policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR;
  99 }
 100
 101 static inline int dl_policy(int policy)
 102 {
 103         return policy == SCHED_DEADLINE;
 104 }
 105 static inline bool valid_policy(int policy)
 106 {
 107         return idle_policy(policy) || fair_policy(policy) ||
 108                 rt_policy(policy) || dl_policy(policy);
 109 }
 110
 111 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
 112 {
 113         return rt_policy(p->policy);
 114 }
 115
 116 static inline int task_has_dl_policy(struct task_struct *p)
 117 {
 118         return dl_policy(p->policy);
 119 }
 120
 121 /*
 122  * Tells if entity @a should preempt entity @b.
 123  */
 124 static inline bool
 125 dl_entity_preempt(struct sched_dl_entity *a, struct sched_dl_entity *b)
 126 {
 127         return dl_time_before(a->deadline, b->deadline);
 128 }
 129
 130 /*
 131  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
 132  */
 133 struct rt_prio_array {
 134         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
 135         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
 136 };
 137
 138 struct rt_bandwidth {
 139         /* nests inside the rq lock: */
 140         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
 141         ktime_t                 rt_period;
 142         u64                     rt_runtime;
 143         struct hrtimer          rt_period_timer;
 144         unsigned int            rt_period_active;
 145 };
 146
 147 void __dl_clear_params(struct task_struct *p);
 148
 149 /*
 150  * To keep the bandwidth of -deadline tasks and groups under control
 151  * we need some place where:
 152  *  - store the maximum -deadline bandwidth of the system (the group);
 153  *  - cache the fraction of that bandwidth that is currently allocated.
 154  *
 155  * This is all done in the data structure below. It is similar to the
 156  * one used for RT-throttling (rt_bandwidth), with the main difference
 157  * that, since here we are only interested in admission control, we
 158  * do not decrease any runtime while the group "executes", neither we
 159  * need a timer to replenish it.
 160  *
 161  * With respect to SMP, the bandwidth is given on a per-CPU basis,
 162  * meaning that:
 163  *  - dl_bw (< 100%) is the bandwidth of the system (group) on each CPU;
 164  *  - dl_total_bw array contains, in the i-eth element, the currently
 165  *    allocated bandwidth on the i-eth CPU.
 166  * Moreover, groups consume bandwidth on each CPU, while tasks only
 167  * consume bandwidth on the CPU they're running on.
 168  * Finally, dl_total_bw_cpu is used to cache the index of dl_total_bw
 169  * that will be shown the next time the proc or cgroup controls will
 170  * be red. It on its turn can be changed by writing on its own
 171  * control.
 172  */
 173 struct dl_bandwidth {
 174         raw_spinlock_t dl_runtime_lock;
 175         u64 dl_runtime;
 176         u64 dl_period;
 177 };
 178
 179 static inline int dl_bandwidth_enabled(void)
 180 {
 181         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
 182 }
 183
 184 extern struct dl_bw *dl_bw_of(int i);
 185
 186 struct dl_bw {
 187         raw_spinlock_t lock;
 188         u64 bw, total_bw;
 189 };
 190
 191 static inline
 192 void __dl_clear(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw)
 193 {
 194         dl_b->total_bw -= tsk_bw;
 195 }
 196
 197 static inline
 198 void __dl_add(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw)
 199 {
 200         dl_b->total_bw += tsk_bw;
 201 }
 202
 203 static inline
 204 bool __dl_overflow(struct dl_bw *dl_b, int cpus, u64 old_bw, u64 new_bw)
 205 {
 206         return dl_b->bw != -1 &&
 207                dl_b->bw * cpus < dl_b->total_bw - old_bw + new_bw;
 208 }
 209
 210 extern struct mutex sched_domains_mutex;
 211
 212 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
 213
 214 #include <linux/cgroup.h>
 215
 216 struct cfs_rq;
 217 struct rt_rq;
 218
 219 extern struct list_head task_groups;
 220
 221 struct cfs_bandwidth {
 222 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
 223         raw_spinlock_t lock;
 224         ktime_t period;
 225         u64 quota, runtime;
 226         s64 hierarchical_quota;
 227         u64 runtime_expires;
 228
 229         int idle, period_active;
 230         struct hrtimer period_timer, slack_timer;
 231         struct list_head throttled_cfs_rq;
 232
 233         /* statistics */
 234         int nr_periods, nr_throttled;
 235         u64 throttled_time;
 236 #endif
 237 };
 238
 239 /* task group related information */
 240 struct task_group {
 241         struct cgroup_subsys_state css;
 242
 243 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 244         /* schedulable entities of this group on each cpu */
 245         struct sched_entity **se;
 246         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
 247         struct cfs_rq **cfs_rq;
 248         unsigned long shares;
 249
 250 #ifdef  CONFIG_SMP
 251         atomic_long_t load_avg;
 252 #endif
 253 #endif
 254
 255 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 256         struct sched_rt_entity **rt_se;
 257         struct rt_rq **rt_rq;
 258
 259         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
 260 #endif
 261
 262         struct rcu_head rcu;
 263         struct list_head list;
 264
 265         struct task_group *parent;
 266         struct list_head siblings;
 267         struct list_head children;
 268
 269 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
 270         struct autogroup *autogroup;
 271 #endif
 272
 273         struct cfs_bandwidth cfs_bandwidth;
 274 };
 275
 276 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 277 #define ROOT_TASK_GROUP_LOAD    NICE_0_LOAD
 278
 279 /*
 280  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
 281  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
 282  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
 283  * too large, so as the shares value of a task group.
 284  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
 285  *  limitation from this.)
 286  */
 287 #define MIN_SHARES      (1UL <<  1)
 288 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
 289 #endif
 290
 291 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
 292
 293 extern int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
 294                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data);
 295
 296 /*
 297  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
 298  * leaving it for the final time.
 299  *
 300  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
 301  */
 302 static inline int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
 303 {
 304         return walk_tg_tree_from(&root_task_group, down, up, data);
 305 }
 306
 307 extern int tg_nop(struct task_group *tg, void *data);
 308
 309 extern void free_fair_sched_group(struct task_group *tg);
 310 extern int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 311 extern void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu);
 312 extern void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
 313                         struct sched_entity *se, int cpu,
 314                         struct sched_entity *parent);
 315 extern void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 316 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
 317
 318 extern void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 319 extern void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 320 extern void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
 321
 322 extern void free_rt_sched_group(struct task_group *tg);
 323 extern int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 324 extern void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
 325                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu,
 326                 struct sched_rt_entity *parent);
 327
 328 extern struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent);
 329 extern void sched_online_group(struct task_group *tg,
 330                                struct task_group *parent);
 331 extern void sched_destroy_group(struct task_group *tg);
 332 extern void sched_offline_group(struct task_group *tg);
 333
 334 extern void sched_move_task(struct task_struct *tsk);
 335
 336 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 337 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
 338 #endif
 339
 340 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 341
 342 struct cfs_bandwidth { };
 343
 344 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 345
 346 /* CFS-related fields in a runqueue */
 347 struct cfs_rq {
 348         struct load_weight load;
 349         unsigned int nr_running, h_nr_running;
 350
 351         u64 exec_clock;
 352         u64 min_vruntime;
 353 #ifndef CONFIG_64BIT
 354         u64 min_vruntime_copy;
 355 #endif
 356
 357         struct rb_root tasks_timeline;
 358         struct rb_node *rb_leftmost;
 359
 360         /*
 361          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
 362          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
 363          */
 364         struct sched_entity *curr, *next, *last, *skip;
 365
 366 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
 367         unsigned int nr_spread_over;
 368 #endif
 369
 370 #ifdef CONFIG_SMP
 371         /*
 372          * CFS load tracking
 373          */
 374         struct sched_avg avg;
 375         u64 runnable_load_sum;
 376         unsigned long runnable_load_avg;
 377 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 378         unsigned long tg_load_avg_contrib;
 379 #endif
 380         atomic_long_t removed_load_avg, removed_util_avg;
 381 #ifndef CONFIG_64BIT
 382         u64 load_last_update_time_copy;
 383 #endif
 384
 385 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 386         /*
 387          *   h_load = weight * f(tg)
 388          *
 389          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
 390          * this group.
 391          */
 392         unsigned long h_load;
 393         u64 last_h_load_update;
 394         struct sched_entity *h_load_next;
 395 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 396 #endif /* CONFIG_SMP */
 397
 398 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 399         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
 400
 401         /*
 402          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
 403          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
 404          * (like users, containers etc.)
 405          *
 406          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
 407          * list is used during load balance.
 408          */
 409         int on_list;
 410         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
 411         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
 412
 413 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
 414         int runtime_enabled;
 415         u64 runtime_expires;
 416         s64 runtime_remaining;
 417
 418         u64 throttled_clock, throttled_clock_task;
 419         u64 throttled_clock_task_time;
 420         int throttled, throttle_count;
 421         struct list_head throttled_list;
 422 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
 423 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 424 };
 425
 426 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
 427 {
 428         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
 429 }
 430
 431 /* RT IPI pull logic requires IRQ_WORK */
 432 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 433 # define HAVE_RT_PUSH_IPI
 434 #endif
 435
 436 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
 437 struct rt_rq {
 438         struct rt_prio_array active;
 439         unsigned int rt_nr_running;
 440 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 441         struct {
 442                 int curr; /* highest queued rt task prio */
 443 #ifdef CONFIG_SMP
 444                 int next; /* next highest */
 445 #endif
 446         } highest_prio;
 447 #endif
 448 #ifdef CONFIG_SMP
 449         unsigned long rt_nr_migratory;
 450         unsigned long rt_nr_total;
 451         int overloaded;
 452         struct plist_head pushable_tasks;
 453 #ifdef HAVE_RT_PUSH_IPI
 454         int push_flags;
 455         int push_cpu;
 456         struct irq_work push_work;
 457         raw_spinlock_t push_lock;
 458 #endif
 459 #endif /* CONFIG_SMP */
 460         int rt_queued;
 461
 462         int rt_throttled;
 463         u64 rt_time;
 464         u64 rt_runtime;
 465         /* Nests inside the rq lock: */
 466         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
 467
 468 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 469         unsigned long rt_nr_boosted;
 470
 471         struct rq *rq;
 472         struct task_group *tg;
 473 #endif
 474 };
 475
 476 /* Deadline class' related fields in a runqueue */
 477 struct dl_rq {
 478         /* runqueue is an rbtree, ordered by deadline */
 479         struct rb_root rb_root;
 480         struct rb_node *rb_leftmost;
 481
 482         unsigned long dl_nr_running;
 483
 484 #ifdef CONFIG_SMP
 485         /*
 486          * Deadline values of the currently executing and the
 487          * earliest ready task on this rq. Caching these facilitates
 488          * the decision wether or not a ready but not running task
 489          * should migrate somewhere else.
 490          */
 491         struct {
 492                 u64 curr;
 493                 u64 next;
 494         } earliest_dl;
 495
 496         unsigned long dl_nr_migratory;
 497         int overloaded;
 498
 499         /*
 500          * Tasks on this rq that can be pushed away. They are kept in
 501          * an rb-tree, ordered by tasks' deadlines, with caching
 502          * of the leftmost (earliest deadline) element.
 503          */
 504         struct rb_root pushable_dl_tasks_root;
 505         struct rb_node *pushable_dl_tasks_leftmost;
 506 #else
 507         struct dl_bw dl_bw;
 508 #endif
 509 };
 510
 511 #ifdef CONFIG_SMP
 512
 513 struct max_cpu_capacity {
 514         raw_spinlock_t lock;
 515         unsigned long val;
 516         int cpu;
 517 };
 518
 519 /*
 520  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
 521  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
 522  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
 523  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
 524  * object.
 525  *
 526  */
 527 struct root_domain {
 528         atomic_t refcount;
 529         atomic_t rto_count;
 530         struct rcu_head rcu;
 531         cpumask_var_t span;
 532         cpumask_var_t online;
 533
 534         /* Indicate more than one runnable task for any CPU */
 535         bool overload;
 536
 537         /* Indicate one or more cpus over-utilized (tipping point) */
 538         bool overutilized;
 539
 540         /*
 541          * The bit corresponding to a CPU gets set here if such CPU has more
 542          * than one runnable -deadline task (as it is below for RT tasks).
 543          */
 544         cpumask_var_t dlo_mask;
 545         atomic_t dlo_count;
 546         struct dl_bw dl_bw;
 547         struct cpudl cpudl;
 548
 549         /*
 550          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
 551          * one runnable RT task.
 552          */
 553         cpumask_var_t rto_mask;
 554         struct cpupri cpupri;
 555
 556         /* Maximum cpu capacity in the system. */
 557         struct max_cpu_capacity max_cpu_capacity;
 558 };
 559
 560 extern struct root_domain def_root_domain;
 561
 562 #endif /* CONFIG_SMP */
 563
 564 /*
 565  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
 566  *
 567  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
 568  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
 569  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
 570  */
 571 struct rq {
 572         /* runqueue lock: */
 573         raw_spinlock_t lock;
 574
 575         /*
 576          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
 577          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
 578          */
 579         unsigned int nr_running;
 580 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 581         unsigned int nr_numa_running;
 582         unsigned int nr_preferred_running;
 583 #endif
 584         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
 585         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
 586         unsigned long last_load_update_tick;
 587         unsigned int misfit_task;
 588 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
 589         u64 nohz_stamp;
 590         unsigned long nohz_flags;
 591 #endif
 592 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
 593         unsigned long last_sched_tick;
 594 #endif
 595         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
 596         struct load_weight load;
 597         unsigned long nr_load_updates;
 598         u64 nr_switches;
 599
 600         struct cfs_rq cfs;
 601         struct rt_rq rt;
 602         struct dl_rq dl;
 603
 604 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 605         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
 606         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
 607 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 608
 609         /*
 610          * This is part of a global counter where only the total sum
 611          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
 612          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
 613          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
 614          */
 615         unsigned long nr_uninterruptible;
 616
 617         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
 618         unsigned long next_balance;
 619         struct mm_struct *prev_mm;
 620
 621         unsigned int clock_skip_update;
 622         u64 clock;
 623         u64 clock_task;
 624
 625         atomic_t nr_iowait;
 626
 627 #ifdef CONFIG_SMP
 628         struct root_domain *rd;
 629         struct sched_domain *sd;
 630
 631         unsigned long cpu_capacity;
 632         unsigned long cpu_capacity_orig;
 633
 634         struct callback_head *balance_callback;
 635
 636         unsigned char idle_balance;
 637         /* For active balancing */
 638         int active_balance;
 639         int push_cpu;
 640         struct cpu_stop_work active_balance_work;
 641         /* cpu of this runqueue: */
 642         int cpu;
 643         int online;
 644
 645         struct list_head cfs_tasks;
 646
 647         u64 rt_avg;
 648         u64 age_stamp;
 649         u64 idle_stamp;
 650         u64 avg_idle;
 651
 652         /* This is used to determine avg_idle's max value */
 653         u64 max_idle_balance_cost;
 654 #endif
 655
 656 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
 657         u64 prev_irq_time;
 658 #endif
 659 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 660         u64 prev_steal_time;
 661 #endif
 662 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
 663         u64 prev_steal_time_rq;
 664 #endif
 665
 666         /* calc_load related fields */
 667         unsigned long calc_load_update;
 668         long calc_load_active;
 669
 670 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
 671 #ifdef CONFIG_SMP
 672         int hrtick_csd_pending;
 673         struct call_single_data hrtick_csd;
 674 #endif
 675         struct hrtimer hrtick_timer;
 676 #endif
 677
 678 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 679         /* latency stats */
 680         struct sched_info rq_sched_info;
 681         unsigned long long rq_cpu_time;
 682         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
 683
 684         /* sys_sched_yield() stats */
 685         unsigned int yld_count;
 686
 687         /* schedule() stats */
 688         unsigned int sched_count;
 689         unsigned int sched_goidle;
 690
 691         /* try_to_wake_up() stats */
 692         unsigned int ttwu_count;
 693         unsigned int ttwu_local;
 694 #endif
 695
 696 #ifdef CONFIG_SMP
 697         struct llist_head wake_list;
 698 #endif
 699
 700 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
 701         /* Must be inspected within a rcu lock section */
 702         struct cpuidle_state *idle_state;
 703         int idle_state_idx;
 704 #endif
 705 };
 706
 707 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
 708 {
 709 #ifdef CONFIG_SMP
 710         return rq->cpu;
 711 #else
 712         return 0;
 713 #endif
 714 }
 715
 716 DECLARE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
 717
 718 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
 719 #define this_rq()               this_cpu_ptr(&runqueues)
 720 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
 721 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
 722 #define raw_rq()                raw_cpu_ptr(&runqueues)
 723
 724 static inline u64 __rq_clock_broken(struct rq *rq)
 725 {
 726         return READ_ONCE(rq->clock);
 727 }
 728
 729 static inline u64 rq_clock(struct rq *rq)
 730 {
 731         lockdep_assert_held(&rq->lock);
 732         return rq->clock;
 733 }
 734
 735 static inline u64 rq_clock_task(struct rq *rq)
 736 {
 737         lockdep_assert_held(&rq->lock);
 738         return rq->clock_task;
 739 }
 740
 741 #define RQCF_REQ_SKIP   0x01
 742 #define RQCF_ACT_SKIP   0x02
 743
 744 static inline void rq_clock_skip_update(struct rq *rq, bool skip)
 745 {
 746         lockdep_assert_held(&rq->lock);
 747         if (skip)
 748                 rq->clock_skip_update |= RQCF_REQ_SKIP;
 749         else
 750                 rq->clock_skip_update &= ~RQCF_REQ_SKIP;
 751 }
 752
 753 #ifdef CONFIG_NUMA
 754 enum numa_topology_type {
 755         NUMA_DIRECT,
 756         NUMA_GLUELESS_MESH,
 757         NUMA_BACKPLANE,
 758 };
 759 extern enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
 760 extern int sched_max_numa_distance;
 761 extern bool find_numa_distance(int distance);
 762 #endif
 763
 764 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 765 /* The regions in numa_faults array from task_struct */
 766 enum numa_faults_stats {
 767         NUMA_MEM = 0,
 768         NUMA_CPU,
 769         NUMA_MEMBUF,
 770         NUMA_CPUBUF
 771 };
 772 extern void sched_setnuma(struct task_struct *p, int node);
 773 extern int migrate_task_to(struct task_struct *p, int cpu);
 774 extern int migrate_swap(struct task_struct *, struct task_struct *);
 775 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
 776
 777 #ifdef CONFIG_SMP
 778
 779 static inline void
 780 queue_balance_callback(struct rq *rq,
 781                        struct callback_head *head,
 782                        void (*func)(struct rq *rq))
 783 {
 784         lockdep_assert_held(&rq->lock);
 785
 786         if (unlikely(head->next))
 787                 return;
 788
 789         head->func = (void (*)(struct callback_head *))func;
 790         head->next = rq->balance_callback;
 791         rq->balance_callback = head;
 792 }
 793
 794 extern void sched_ttwu_pending(void);
 795
 796 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
 797         rcu_dereference_check((p), \
 798                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
 799
 800 /*
 801  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
 802  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
 803  *
 804  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
 805  * preempt-disabled sections.
 806  */
 807 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
 808         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
 809                         __sd; __sd = __sd->parent)
 810
 811 #define for_each_lower_domain(sd) for (; sd; sd = sd->child)
 812
 813 /**
 814  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
 815  * @cpu:        The cpu whose highest level of sched domain is to
 816  *              be returned.
 817  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
 818  *              for the given cpu.
 819  *
 820  * Returns the highest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
 821  */
 822 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
 823 {
 824         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
 825
 826         for_each_domain(cpu, sd) {
 827                 if (!(sd->flags & flag))
 828                         break;
 829                 hsd = sd;
 830         }
 831
 832         return hsd;
 833 }
 834
 835 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
 836 {
 837         struct sched_domain *sd;
 838
 839         for_each_domain(cpu, sd) {
 840                 if (sd->flags & flag)
 841                         break;
 842         }
 843
 844         return sd;
 845 }
 846
 847 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
 848 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
 849 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
 850 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
 851 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
 852 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
 853 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_ea);
 854 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_scs);
 855
 856 struct sched_group_capacity {
 857         atomic_t ref;
 858         /*
 859          * CPU capacity of this group, SCHED_LOAD_SCALE being max capacity
 860          * for a single CPU.
 861          */
 862         unsigned long capacity;
 863         unsigned long max_capacity; /* Max per-cpu capacity in group */
 864         unsigned long next_update;
 865         int imbalance; /* XXX unrelated to capacity but shared group state */
 866         /*
 867          * Number of busy cpus in this group.
 868          */
 869         atomic_t nr_busy_cpus;
 870
 871         unsigned long cpumask[0]; /* iteration mask */
 872 };
 873
 874 struct sched_group {
 875         struct sched_group *next;       /* Must be a circular list */
 876         atomic_t ref;
 877
 878         unsigned int group_weight;
 879         struct sched_group_capacity *sgc;
 880         const struct sched_group_energy const *sge;
 881
 882         /*
 883          * The CPUs this group covers.
 884          *
 885          * NOTE: this field is variable length. (Allocated dynamically
 886          * by attaching extra space to the end of the structure,
 887          * depending on how many CPUs the kernel has booted up with)
 888          */
 889         unsigned long cpumask[0];
 890 };
 891
 892 static inline struct cpumask *sched_group_cpus(struct sched_group *sg)
 893 {
 894         return to_cpumask(sg->cpumask);
 895 }
 896
 897 /*
 898  * cpumask masking which cpus in the group are allowed to iterate up the domain
 899  * tree.
 900  */
 901 static inline struct cpumask *sched_group_mask(struct sched_group *sg)
 902 {
 903         return to_cpumask(sg->sgc->cpumask);
 904 }
 905
 906 /**
 907  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
 908  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
 909  */
 910 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
 911 {
 912         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
 913 }
 914
 915 extern int group_balance_cpu(struct sched_group *sg);
 916
 917 #else
 918
 919 static inline void sched_ttwu_pending(void) { }
 920
 921 #endif /* CONFIG_SMP */
 922
 923 #include "stats.h"
 924 #include "auto_group.h"
 925
 926 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
 927
 928 /*
 929  * Return the group to which this tasks belongs.
 930  *
 931  * We cannot use task_css() and friends because the cgroup subsystem
 932  * changes that value before the cgroup_subsys::attach() method is called,
 933  * therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
 934  *
 935  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
 936  * core changes this before calling sched_move_task().
 937  *
 938  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
 939  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
 940  */
 941 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 942 {
 943         return p->sched_task_group;
 944 }
 945
 946 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
 947 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 948 {
 949 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
 950         struct task_group *tg = task_group(p);
 951 #endif
 952
 953 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 954         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
 955         p->se.parent = tg->se[cpu];
 956 #endif
 957
 958 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 959         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
 960         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
 961 #endif
 962 }
 963
 964 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 965
 966 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
 967 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 968 {
 969         return NULL;
 970 }
 971
 972 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 973
 974 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 975 {
 976         set_task_rq(p, cpu);
 977 #ifdef CONFIG_SMP
 978         /*
 979          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
 980          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
 981          * per-task data have been completed by this moment.
 982          */
 983         smp_wmb();
 984         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
 985         p->wake_cpu = cpu;
 986 #endif
 987 }
 988
 989 /*
 990  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
 991  */
 992 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 993 # include <linux/static_key.h>
 994 # define const_debug __read_mostly
 995 #else
 996 # define const_debug const
 997 #endif
 998
 999 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
1000
1001 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
1002         __SCHED_FEAT_##name ,
1003
1004 enum {
1005 #include "features.h"
1006         __SCHED_FEAT_NR,
1007 };
1008
1009 #undef SCHED_FEAT
1010
1011 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
1012 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
1013 static __always_inline bool static_branch_##name(struct static_key *key) \
1014 {                                                                       \
1015         return static_key_##enabled(key);                               \
1016 }
1017
1018 #include "features.h"
1019
1020 #undef SCHED_FEAT
1021
1022 extern struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
1023 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
1024 #else /* !(SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL) */
1025 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
1026 #endif /* SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL */
1027
1028 extern struct static_key_false sched_numa_balancing;
1029
1030 static inline u64 global_rt_period(void)
1031 {
1032         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
1033 }
1034
1035 static inline u64 global_rt_runtime(void)
1036 {
1037         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
1038                 return RUNTIME_INF;
1039
1040         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
1041 }
1042
1043 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1044 {
1045         return rq->curr == p;
1046 }
1047
1048 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1049 {
1050 #ifdef CONFIG_SMP
1051         return p->on_cpu;
1052 #else
1053         return task_current(rq, p);
1054 #endif
1055 }
1056
1057 static inline int task_on_rq_queued(struct task_struct *p)
1058 {
1059         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_QUEUED;
1060 }
1061
1062 static inline int task_on_rq_migrating(struct task_struct *p)
1063 {
1064         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1065 }
1066
1067 #ifndef prepare_arch_switch
1068 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
1069 #endif
1070 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
1071 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
1072 #endif
1073
1074 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1075 {
1076 #ifdef CONFIG_SMP
1077         /*
1078          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1079          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1080          * here.
1081          */
1082         next->on_cpu = 1;
1083 #endif
1084 }
1085
1086 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1087 {
1088 #ifdef CONFIG_SMP
1089         /*
1090          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1091          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1092          * finished.
1093          *
1094          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
1095          * happen before this.
1096          *
1097          * Pairs with the control dependency and rmb in try_to_wake_up().
1098          */
1099         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
1100 #endif
1101 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
1102         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
1103         rq->lock.owner = current;
1104 #endif
1105         /*
1106          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
1107          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
1108          * prev into current:
1109          */
1110         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
1111
1112         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1113 }
1114
1115 /*
1116  * wake flags
1117  */
1118 #define WF_SYNC         0x01            /* waker goes to sleep after wakeup */
1119 #define WF_FORK         0x02            /* child wakeup after fork */
1120 #define WF_MIGRATED     0x4             /* internal use, task got migrated */
1121
1122 /*
1123  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1124  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1125  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1126  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1127  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1128  * slice expiry etc.
1129  */
1130
1131 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1132 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1133
1134 /*
1135  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1136  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1137  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1138  * that remained on nice 0.
1139  *
1140  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1141  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1142  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1143  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1144  * the relative distance between them is ~25%.)
1145  */
1146 static const int prio_to_weight[40] = {
1147  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1148  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1149  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1150  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1151  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1152  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1153  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1154  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1155 };
1156
1157 /*
1158  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1159  *
1160  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1161  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1162  * into multiplications:
1163  */
1164 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1165  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1166  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1167  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1168  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1169  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1170  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1171  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1172  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1173 };
1174
1175 #define ENQUEUE_WAKEUP          0x01
1176 #define ENQUEUE_HEAD            0x02
1177 #ifdef CONFIG_SMP
1178 #define ENQUEUE_WAKING          0x04    /* sched_class::task_waking was called */
1179 #else
1180 #define ENQUEUE_WAKING          0x00
1181 #endif
1182 #define ENQUEUE_REPLENISH       0x08
1183 #define ENQUEUE_RESTORE 0x10
1184 #define ENQUEUE_WAKEUP_NEW      0x20
1185
1186 #define DEQUEUE_SLEEP           0x01
1187 #define DEQUEUE_SAVE            0x02
1188
1189 #define RETRY_TASK              ((void *)-1UL)
1190
1191 struct sched_class {
1192         const struct sched_class *next;
1193
1194         void (*enqueue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1195         void (*dequeue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1196         void (*yield_task) (struct rq *rq);
1197         bool (*yield_to_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt);
1198
1199         void (*check_preempt_curr) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1200
1201         /*
1202          * It is the responsibility of the pick_next_task() method that will
1203          * return the next task to call put_prev_task() on the @prev task or
1204          * something equivalent.
1205          *
1206          * May return RETRY_TASK when it finds a higher prio class has runnable
1207          * tasks.
1208          */
1209         struct task_struct * (*pick_next_task) (struct rq *rq,
1210                                                 struct task_struct *prev);
1211         void (*put_prev_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p);
1212
1213 #ifdef CONFIG_SMP
1214         int  (*select_task_rq)(struct task_struct *p, int task_cpu, int sd_flag, int flags);
1215         void (*migrate_task_rq)(struct task_struct *p);
1216
1217         void (*task_waking) (struct task_struct *task);
1218         void (*task_woken) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1219
1220         void (*set_cpus_allowed)(struct task_struct *p,
1221                                  const struct cpumask *newmask);
1222
1223         void (*rq_online)(struct rq *rq);
1224         void (*rq_offline)(struct rq *rq);
1225 #endif
1226
1227         void (*set_curr_task) (struct rq *rq);
1228         void (*task_tick) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued);
1229         void (*task_fork) (struct task_struct *p);
1230         void (*task_dead) (struct task_struct *p);
1231
1232         /*
1233          * The switched_from() call is allowed to drop rq->lock, therefore we
1234          * cannot assume the switched_from/switched_to pair is serliazed by
1235          * rq->lock. They are however serialized by p->pi_lock.
1236          */
1237         void (*switched_from) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1238         void (*switched_to) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1239         void (*prio_changed) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task,
1240                              int oldprio);
1241
1242         unsigned int (*get_rr_interval) (struct rq *rq,
1243                                          struct task_struct *task);
1244
1245         void (*update_curr) (struct rq *rq);
1246
1247 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1248         void (*task_move_group) (struct task_struct *p);
1249 #endif
1250 };
1251
1252 static inline void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1253 {
1254         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
1255 }
1256
1257 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1258 #define for_each_class(class) \
1259    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1260
1261 extern const struct sched_class stop_sched_class;
1262 extern const struct sched_class dl_sched_class;
1263 extern const struct sched_class rt_sched_class;
1264 extern const struct sched_class fair_sched_class;
1265 extern const struct sched_class idle_sched_class;
1266
1267
1268 #ifdef CONFIG_SMP
1269
1270 extern void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu);
1271
1272 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq);
1273
1274 extern void idle_enter_fair(struct rq *this_rq);
1275 extern void idle_exit_fair(struct rq *this_rq);
1276
1277 extern void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask);
1278
1279 #else
1280
1281 static inline void idle_enter_fair(struct rq *rq) { }
1282 static inline void idle_exit_fair(struct rq *rq) { }
1283
1284 #endif
1285
1286 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
1287 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1288                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1289 {
1290         rq->idle_state = idle_state;
1291 }
1292
1293 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1294 {
1295         WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1296         return rq->idle_state;
1297 }
1298
1299 static inline void idle_set_state_idx(struct rq *rq, int idle_state_idx)
1300 {
1301         rq->idle_state_idx = idle_state_idx;
1302 }
1303
1304 static inline int idle_get_state_idx(struct rq *rq)
1305 {
1306         WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1307         return rq->idle_state_idx;
1308 }
1309 #else
1310 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1311                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1312 {
1313 }
1314
1315 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1316 {
1317         return NULL;
1318 }
1319
1320 static inline void idle_set_state_idx(struct rq *rq, int idle_state_idx)
1321 {
1322 }
1323
1324 static inline int idle_get_state_idx(struct rq *rq)
1325 {
1326         return -1;
1327 }
1328 #endif
1329
1330 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
1331 extern void sched_init_granularity(void);
1332 extern void update_max_interval(void);
1333
1334 extern void init_sched_dl_class(void);
1335 extern void init_sched_rt_class(void);
1336 extern void init_sched_fair_class(void);
1337
1338 extern void resched_curr(struct rq *rq);
1339 extern void resched_cpu(int cpu);
1340
1341 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
1342 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
1343
1344 extern struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
1345 extern void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime);
1346 extern void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1347
1348 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime);
1349
1350 extern void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se);
1351
1352 extern void init_max_cpu_capacity(struct max_cpu_capacity *mcc);
1353
1354 static inline void add_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1355 {
1356         unsigned prev_nr = rq->nr_running;
1357
1358         rq->nr_running = prev_nr + count;
1359
1360         if (prev_nr < 2 && rq->nr_running >= 2) {
1361 #ifdef CONFIG_SMP
1362                 if (!rq->rd->overload)
1363                         rq->rd->overload = true;
1364 #endif
1365
1366 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1367                 if (tick_nohz_full_cpu(rq->cpu)) {
1368                         /*
1369                          * Tick is needed if more than one task runs on a CPU.
1370                          * Send the target an IPI to kick it out of nohz mode.
1371                          *
1372                          * We assume that IPI implies full memory barrier and the
1373                          * new value of rq->nr_running is visible on reception
1374                          * from the target.
1375                          */
1376                         tick_nohz_full_kick_cpu(rq->cpu);
1377                 }
1378 #endif
1379         }
1380 }
1381
1382 static inline void sub_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1383 {
1384         rq->nr_running -= count;
1385 }
1386
1387 static inline void rq_last_tick_reset(struct rq *rq)
1388 {
1389 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1390         rq->last_sched_tick = jiffies;
1391 #endif
1392 }
1393
1394 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
1395
1396 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1397 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1398
1399 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1400
1401 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg;
1402 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
1403 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
1404
1405 static inline u64 sched_avg_period(void)
1406 {
1407         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1408 }
1409
1410 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1411
1412 /*
1413  * Use hrtick when:
1414  *  - enabled by features
1415  *  - hrtimer is actually high res
1416  */
1417 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1418 {
1419         if (!sched_feat(HRTICK))
1420                 return 0;
1421         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1422                 return 0;
1423         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1424 }
1425
1426 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
1427
1428 #else
1429
1430 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1431 {
1432         return 0;
1433 }
1434
1435 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1436
1437 #ifdef CONFIG_SMP
1438 extern void sched_avg_update(struct rq *rq);
1439
1440 #ifndef arch_scale_freq_capacity
1441 static __always_inline
1442 unsigned long arch_scale_freq_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
1443 {
1444         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1445 }
1446 #endif
1447
1448 #ifndef arch_scale_cpu_capacity
1449 static __always_inline
1450 unsigned long arch_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
1451 {
1452         if (sd && (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && (sd->span_weight > 1))
1453                 return sd->smt_gain / sd->span_weight;
1454
1455         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1456 }
1457 #endif
1458
1459 #ifdef CONFIG_SMP
1460 static inline unsigned long capacity_of(int cpu)
1461 {
1462         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
1463 }
1464
1465 static inline unsigned long capacity_orig_of(int cpu)
1466 {
1467         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig;
1468 }
1469
1470 /*
1471  * cpu_util returns the amount of capacity of a CPU that is used by CFS
1472  * tasks. The unit of the return value must be the one of capacity so we can
1473  * compare the utilization with the capacity of the CPU that is available for
1474  * CFS task (ie cpu_capacity).
1475  *
1476  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
1477  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
1478  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
1479  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
1480  * (arch_scale_freq_capacity()).
1481  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
1482  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
1483  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
1484  *
1485  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
1486  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
1487  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
1488  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
1489  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
1490  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
1491  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
1492  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
1493  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
1494  * migrations (scheduler-driven DVFS).
1495  */
1496 static inline unsigned long __cpu_util(int cpu, int delta)
1497 {
1498         unsigned long util = cpu_rq(cpu)->cfs.avg.util_avg;
1499         unsigned long capacity = capacity_orig_of(cpu);
1500
1501         delta += util;
1502         if (delta < 0)
1503                 return 0;
1504
1505         return (delta >= capacity) ? capacity : delta;
1506 }
1507
1508 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
1509 {
1510         return __cpu_util(cpu, 0);
1511 }
1512
1513 /*
1514  * Returns the current capacity of cpu after applying both
1515  * cpu and freq scaling.
1516  */
1517 static inline unsigned long capacity_curr_of(int cpu)
1518 {
1519         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig *
1520                arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu)
1521                >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
1522 }
1523
1524 #endif
1525
1526 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHED
1527 #define capacity_max SCHED_CAPACITY_SCALE
1528 extern unsigned int capacity_margin;
1529 extern struct static_key __sched_freq;
1530
1531 static inline bool sched_freq(void)
1532 {
1533         return static_key_false(&__sched_freq);
1534 }
1535
1536 DECLARE_PER_CPU(struct sched_capacity_reqs, cpu_sched_capacity_reqs);
1537 void update_cpu_capacity_request(int cpu, bool request);
1538
1539 static inline void set_cfs_cpu_capacity(int cpu, bool request,
1540                                         unsigned long capacity)
1541 {
1542         if (per_cpu(cpu_sched_capacity_reqs, cpu).cfs != capacity) {
1543                 per_cpu(cpu_sched_capacity_reqs, cpu).cfs = capacity;
1544                 update_cpu_capacity_request(cpu, request);
1545         }
1546 }
1547
1548 static inline void set_rt_cpu_capacity(int cpu, bool request,
1549                                        unsigned long capacity)
1550 {
1551         if (per_cpu(cpu_sched_capacity_reqs, cpu).rt != capacity) {
1552                 per_cpu(cpu_sched_capacity_reqs, cpu).rt = capacity;
1553                 update_cpu_capacity_request(cpu, request);
1554         }
1555 }
1556
1557 static inline void set_dl_cpu_capacity(int cpu, bool request,
1558                                        unsigned long capacity)
1559 {
1560         if (per_cpu(cpu_sched_capacity_reqs, cpu).dl != capacity) {
1561                 per_cpu(cpu_sched_capacity_reqs, cpu).dl = capacity;
1562                 update_cpu_capacity_request(cpu, request);
1563         }
1564 }
1565 #else
1566 static inline bool sched_freq(void) { return false; }
1567 static inline void set_cfs_cpu_capacity(int cpu, bool request,
1568                                         unsigned long capacity)
1569 { }
1570 static inline void set_rt_cpu_capacity(int cpu, bool request,
1571                                        unsigned long capacity)
1572 { }
1573 static inline void set_dl_cpu_capacity(int cpu, bool request,
1574                                        unsigned long capacity)
1575 { }
1576 #endif
1577
1578 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1579 {
1580         rq->rt_avg += rt_delta * arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu_of(rq));
1581         sched_avg_update(rq);
1582 }
1583 #else
1584 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta) { }
1585 static inline void sched_avg_update(struct rq *rq) { }
1586 #endif
1587
1588 /*
1589  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
1590  */
1591 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
1592         __acquires(rq->lock)
1593 {
1594         struct rq *rq;
1595
1596         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1597
1598         for (;;) {
1599                 rq = task_rq(p);
1600                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1601                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
1602                         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1603                         return rq;
1604                 }
1605                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1606
1607                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
1608                         cpu_relax();
1609         }
1610 }
1611
1612 /*
1613  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
1614  */
1615 static inline struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1616         __acquires(p->pi_lock)
1617         __acquires(rq->lock)
1618 {
1619         struct rq *rq;
1620
1621         for (;;) {
1622                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
1623                 rq = task_rq(p);
1624                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1625                 /*
1626                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
1627                  *
1628                  *      ACQUIRE (rq->lock)
1629                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
1630                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
1631                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
1632                  *                                      [L] ->on_rq
1633                  *      RELEASE (rq->lock)
1634                  *
1635                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
1636                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
1637                  *
1638                  * If we observe the new cpu in task_rq_lock, the acquire will
1639                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
1640                  */
1641                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
1642                         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1643                         return rq;
1644                 }
1645                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1646                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1647
1648                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
1649                         cpu_relax();
1650         }
1651 }
1652
1653 static inline void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1654         __releases(rq->lock)
1655 {
1656         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1657         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1658 }
1659
1660 static inline void
1661 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1662         __releases(rq->lock)
1663         __releases(p->pi_lock)
1664 {
1665         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1666         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1667         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1668 }
1669
1670 #ifdef CONFIG_SMP
1671 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1672
1673 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1674
1675 /*
1676  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1677  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1678  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1679  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1680  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1681  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1682  */
1683 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1684         __releases(this_rq->lock)
1685         __acquires(busiest->lock)
1686         __acquires(this_rq->lock)
1687 {
1688         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1689         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1690
1691         return 1;
1692 }
1693
1694 #else
1695 /*
1696  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1697  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1698  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1699  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1700  * regardless of entry order into the function.
1701  */
1702 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1703         __releases(this_rq->lock)
1704         __acquires(busiest->lock)
1705         __acquires(this_rq->lock)
1706 {
1707         int ret = 0;
1708
1709         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1710                 if (busiest < this_rq) {
1711                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1712                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1713                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1714                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1715                         ret = 1;
1716                 } else
1717                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1718                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1719         }
1720         return ret;
1721 }
1722
1723 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1724
1725 /*
1726  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1727  */
1728 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1729 {
1730         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1731                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1732                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1733                 BUG_ON(1);
1734         }
1735
1736         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1737 }
1738
1739 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1740         __releases(busiest->lock)
1741 {
1742         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1743         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1744 }
1745
1746 static inline void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1747 {
1748         if (l1 > l2)
1749                 swap(l1, l2);
1750
1751         spin_lock(l1);
1752         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1753 }
1754
1755 static inline void double_lock_irq(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1756 {
1757         if (l1 > l2)
1758                 swap(l1, l2);
1759
1760         spin_lock_irq(l1);
1761         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1762 }
1763
1764 static inline void double_raw_lock(raw_spinlock_t *l1, raw_spinlock_t *l2)
1765 {
1766         if (l1 > l2)
1767                 swap(l1, l2);
1768
1769         raw_spin_lock(l1);
1770         raw_spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1771 }
1772
1773 /*
1774  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1775  *
1776  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1777  * you need to do so manually before calling.
1778  */
1779 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1780         __acquires(rq1->lock)
1781         __acquires(rq2->lock)
1782 {
1783         BUG_ON(!irqs_disabled());
1784         if (rq1 == rq2) {
1785                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1786                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1787         } else {
1788                 if (rq1 < rq2) {
1789                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1790                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1791                 } else {
1792                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1793                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1794                 }
1795         }
1796 }
1797
1798 /*
1799  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1800  *
1801  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1802  * you need to do so manually after calling.
1803  */
1804 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1805         __releases(rq1->lock)
1806         __releases(rq2->lock)
1807 {
1808         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1809         if (rq1 != rq2)
1810                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1811         else
1812                 __release(rq2->lock);
1813 }
1814
1815 #else /* CONFIG_SMP */
1816
1817 /*
1818  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1819  *
1820  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1821  * you need to do so manually before calling.
1822  */
1823 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1824         __acquires(rq1->lock)
1825         __acquires(rq2->lock)
1826 {
1827         BUG_ON(!irqs_disabled());
1828         BUG_ON(rq1 != rq2);
1829         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1830         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1831 }
1832
1833 /*
1834  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1835  *
1836  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1837  * you need to do so manually after calling.
1838  */
1839 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1840         __releases(rq1->lock)
1841         __releases(rq2->lock)
1842 {
1843         BUG_ON(rq1 != rq2);
1844         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1845         __release(rq2->lock);
1846 }
1847
1848 #endif
1849
1850 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1851 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1852
1853 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
1854 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1855 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1856 extern void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1857 extern void
1858 print_cfs_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct cfs_rq *cfs_rq);
1859
1860 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1861 extern void
1862 show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m);
1863 extern void
1864 print_numa_stats(struct seq_file *m, int node, unsigned long tsf,
1865         unsigned long tpf, unsigned long gsf, unsigned long gpf);
1866 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1867 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1868
1869 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
1870 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq);
1871 extern void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq);
1872
1873 extern void cfs_bandwidth_usage_inc(void);
1874 extern void cfs_bandwidth_usage_dec(void);
1875
1876 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1877 enum rq_nohz_flag_bits {
1878         NOHZ_TICK_STOPPED,
1879         NOHZ_BALANCE_KICK,
1880 };
1881
1882 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
1883 #endif
1884
1885 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1886
1887 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1888 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1889
1890 #ifndef CONFIG_64BIT
1891 DECLARE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
1892
1893 static inline void irq_time_write_begin(void)
1894 {
1895         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1896         smp_wmb();
1897 }
1898
1899 static inline void irq_time_write_end(void)
1900 {
1901         smp_wmb();
1902         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1903 }
1904
1905 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1906 {
1907         u64 irq_time;
1908         unsigned seq;
1909
1910         do {
1911                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
1912                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
1913                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1914         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
1915
1916         return irq_time;
1917 }
1918 #else /* CONFIG_64BIT */
1919 static inline void irq_time_write_begin(void)
1920 {
1921 }
1922
1923 static inline void irq_time_write_end(void)
1924 {
1925 }
1926
1927 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1928 {
1929         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1930 }
1931 #endif /* CONFIG_64BIT */
1932 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */