sched: Add per-cpu max capacity to sched_group_capacity
[firefly-linux-kernel-4.4.55.git] / 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 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
588         u64 nohz_stamp;
589         unsigned long nohz_flags;
590 #endif
591 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
592         unsigned long last_sched_tick;
593 #endif
594         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
595         struct load_weight load;
596         unsigned long nr_load_updates;
597         u64 nr_switches;
598
599         struct cfs_rq cfs;
600         struct rt_rq rt;
601         struct dl_rq dl;
602
603 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
604         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
605         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
606 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
607
608         /*
609          * This is part of a global counter where only the total sum
610          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
611          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
612          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
613          */
614         unsigned long nr_uninterruptible;
615
616         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
617         unsigned long next_balance;
618         struct mm_struct *prev_mm;
619
620         unsigned int clock_skip_update;
621         u64 clock;
622         u64 clock_task;
623
624         atomic_t nr_iowait;
625
626 #ifdef CONFIG_SMP
627         struct root_domain *rd;
628         struct sched_domain *sd;
629
630         unsigned long cpu_capacity;
631         unsigned long cpu_capacity_orig;
632
633         struct callback_head *balance_callback;
634
635         unsigned char idle_balance;
636         /* For active balancing */
637         int active_balance;
638         int push_cpu;
639         struct cpu_stop_work active_balance_work;
640         /* cpu of this runqueue: */
641         int cpu;
642         int online;
643
644         struct list_head cfs_tasks;
645
646         u64 rt_avg;
647         u64 age_stamp;
648         u64 idle_stamp;
649         u64 avg_idle;
650
651         /* This is used to determine avg_idle's max value */
652         u64 max_idle_balance_cost;
653 #endif
654
655 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
656         u64 prev_irq_time;
657 #endif
658 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
659         u64 prev_steal_time;
660 #endif
661 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
662         u64 prev_steal_time_rq;
663 #endif
664
665         /* calc_load related fields */
666         unsigned long calc_load_update;
667         long calc_load_active;
668
669 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
670 #ifdef CONFIG_SMP
671         int hrtick_csd_pending;
672         struct call_single_data hrtick_csd;
673 #endif
674         struct hrtimer hrtick_timer;
675 #endif
676
677 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
678         /* latency stats */
679         struct sched_info rq_sched_info;
680         unsigned long long rq_cpu_time;
681         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
682
683         /* sys_sched_yield() stats */
684         unsigned int yld_count;
685
686         /* schedule() stats */
687         unsigned int sched_count;
688         unsigned int sched_goidle;
689
690         /* try_to_wake_up() stats */
691         unsigned int ttwu_count;
692         unsigned int ttwu_local;
693 #endif
694
695 #ifdef CONFIG_SMP
696         struct llist_head wake_list;
697 #endif
698
699 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
700         /* Must be inspected within a rcu lock section */
701         struct cpuidle_state *idle_state;
702         int idle_state_idx;
703 #endif
704 };
705
706 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
707 {
708 #ifdef CONFIG_SMP
709         return rq->cpu;
710 #else
711         return 0;
712 #endif
713 }
714
715 DECLARE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
716
717 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
718 #define this_rq()               this_cpu_ptr(&runqueues)
719 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
720 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
721 #define raw_rq()                raw_cpu_ptr(&runqueues)
722
723 static inline u64 __rq_clock_broken(struct rq *rq)
724 {
725         return READ_ONCE(rq->clock);
726 }
727
728 static inline u64 rq_clock(struct rq *rq)
729 {
730         lockdep_assert_held(&rq->lock);
731         return rq->clock;
732 }
733
734 static inline u64 rq_clock_task(struct rq *rq)
735 {
736         lockdep_assert_held(&rq->lock);
737         return rq->clock_task;
738 }
739
740 #define RQCF_REQ_SKIP   0x01
741 #define RQCF_ACT_SKIP   0x02
742
743 static inline void rq_clock_skip_update(struct rq *rq, bool skip)
744 {
745         lockdep_assert_held(&rq->lock);
746         if (skip)
747                 rq->clock_skip_update |= RQCF_REQ_SKIP;
748         else
749                 rq->clock_skip_update &= ~RQCF_REQ_SKIP;
750 }
751
752 #ifdef CONFIG_NUMA
753 enum numa_topology_type {
754         NUMA_DIRECT,
755         NUMA_GLUELESS_MESH,
756         NUMA_BACKPLANE,
757 };
758 extern enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
759 extern int sched_max_numa_distance;
760 extern bool find_numa_distance(int distance);
761 #endif
762
763 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
764 /* The regions in numa_faults array from task_struct */
765 enum numa_faults_stats {
766         NUMA_MEM = 0,
767         NUMA_CPU,
768         NUMA_MEMBUF,
769         NUMA_CPUBUF
770 };
771 extern void sched_setnuma(struct task_struct *p, int node);
772 extern int migrate_task_to(struct task_struct *p, int cpu);
773 extern int migrate_swap(struct task_struct *, struct task_struct *);
774 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
775
776 #ifdef CONFIG_SMP
777
778 static inline void
779 queue_balance_callback(struct rq *rq,
780                        struct callback_head *head,
781                        void (*func)(struct rq *rq))
782 {
783         lockdep_assert_held(&rq->lock);
784
785         if (unlikely(head->next))
786                 return;
787
788         head->func = (void (*)(struct callback_head *))func;
789         head->next = rq->balance_callback;
790         rq->balance_callback = head;
791 }
792
793 extern void sched_ttwu_pending(void);
794
795 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
796         rcu_dereference_check((p), \
797                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
798
799 /*
800  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
801  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
802  *
803  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
804  * preempt-disabled sections.
805  */
806 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
807         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
808                         __sd; __sd = __sd->parent)
809
810 #define for_each_lower_domain(sd) for (; sd; sd = sd->child)
811
812 /**
813  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
814  * @cpu:        The cpu whose highest level of sched domain is to
815  *              be returned.
816  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
817  *              for the given cpu.
818  *
819  * Returns the highest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
820  */
821 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
822 {
823         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
824
825         for_each_domain(cpu, sd) {
826                 if (!(sd->flags & flag))
827                         break;
828                 hsd = sd;
829         }
830
831         return hsd;
832 }
833
834 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
835 {
836         struct sched_domain *sd;
837
838         for_each_domain(cpu, sd) {
839                 if (sd->flags & flag)
840                         break;
841         }
842
843         return sd;
844 }
845
846 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
847 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
848 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
849 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
850 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
851 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
852 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_ea);
853 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_scs);
854
855 struct sched_group_capacity {
856         atomic_t ref;
857         /*
858          * CPU capacity of this group, SCHED_LOAD_SCALE being max capacity
859          * for a single CPU.
860          */
861         unsigned long capacity;
862         unsigned long max_capacity; /* Max per-cpu capacity in group */
863         unsigned long next_update;
864         int imbalance; /* XXX unrelated to capacity but shared group state */
865         /*
866          * Number of busy cpus in this group.
867          */
868         atomic_t nr_busy_cpus;
869
870         unsigned long cpumask[0]; /* iteration mask */
871 };
872
873 struct sched_group {
874         struct sched_group *next;       /* Must be a circular list */
875         atomic_t ref;
876
877         unsigned int group_weight;
878         struct sched_group_capacity *sgc;
879         const struct sched_group_energy const *sge;
880
881         /*
882          * The CPUs this group covers.
883          *
884          * NOTE: this field is variable length. (Allocated dynamically
885          * by attaching extra space to the end of the structure,
886          * depending on how many CPUs the kernel has booted up with)
887          */
888         unsigned long cpumask[0];
889 };
890
891 static inline struct cpumask *sched_group_cpus(struct sched_group *sg)
892 {
893         return to_cpumask(sg->cpumask);
894 }
895
896 /*
897  * cpumask masking which cpus in the group are allowed to iterate up the domain
898  * tree.
899  */
900 static inline struct cpumask *sched_group_mask(struct sched_group *sg)
901 {
902         return to_cpumask(sg->sgc->cpumask);
903 }
904
905 /**
906  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
907  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
908  */
909 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
910 {
911         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
912 }
913
914 extern int group_balance_cpu(struct sched_group *sg);
915
916 #else
917
918 static inline void sched_ttwu_pending(void) { }
919
920 #endif /* CONFIG_SMP */
921
922 #include "stats.h"
923 #include "auto_group.h"
924
925 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
926
927 /*
928  * Return the group to which this tasks belongs.
929  *
930  * We cannot use task_css() and friends because the cgroup subsystem
931  * changes that value before the cgroup_subsys::attach() method is called,
932  * therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
933  *
934  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
935  * core changes this before calling sched_move_task().
936  *
937  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
938  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
939  */
940 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
941 {
942         return p->sched_task_group;
943 }
944
945 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
946 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
947 {
948 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
949         struct task_group *tg = task_group(p);
950 #endif
951
952 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
953         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
954         p->se.parent = tg->se[cpu];
955 #endif
956
957 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
958         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
959         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
960 #endif
961 }
962
963 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
964
965 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
966 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
967 {
968         return NULL;
969 }
970
971 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
972
973 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
974 {
975         set_task_rq(p, cpu);
976 #ifdef CONFIG_SMP
977         /*
978          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
979          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
980          * per-task data have been completed by this moment.
981          */
982         smp_wmb();
983         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
984         p->wake_cpu = cpu;
985 #endif
986 }
987
988 /*
989  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
990  */
991 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
992 # include <linux/static_key.h>
993 # define const_debug __read_mostly
994 #else
995 # define const_debug const
996 #endif
997
998 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
999
1000 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
1001         __SCHED_FEAT_##name ,
1002
1003 enum {
1004 #include "features.h"
1005         __SCHED_FEAT_NR,
1006 };
1007
1008 #undef SCHED_FEAT
1009
1010 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
1011 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
1012 static __always_inline bool static_branch_##name(struct static_key *key) \
1013 {                                                                       \
1014         return static_key_##enabled(key);                               \
1015 }
1016
1017 #include "features.h"
1018
1019 #undef SCHED_FEAT
1020
1021 extern struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
1022 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
1023 #else /* !(SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL) */
1024 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
1025 #endif /* SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL */
1026
1027 extern struct static_key_false sched_numa_balancing;
1028
1029 static inline u64 global_rt_period(void)
1030 {
1031         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
1032 }
1033
1034 static inline u64 global_rt_runtime(void)
1035 {
1036         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
1037                 return RUNTIME_INF;
1038
1039         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
1040 }
1041
1042 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1043 {
1044         return rq->curr == p;
1045 }
1046
1047 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1048 {
1049 #ifdef CONFIG_SMP
1050         return p->on_cpu;
1051 #else
1052         return task_current(rq, p);
1053 #endif
1054 }
1055
1056 static inline int task_on_rq_queued(struct task_struct *p)
1057 {
1058         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_QUEUED;
1059 }
1060
1061 static inline int task_on_rq_migrating(struct task_struct *p)
1062 {
1063         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1064 }
1065
1066 #ifndef prepare_arch_switch
1067 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
1068 #endif
1069 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
1070 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
1071 #endif
1072
1073 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1074 {
1075 #ifdef CONFIG_SMP
1076         /*
1077          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1078          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1079          * here.
1080          */
1081         next->on_cpu = 1;
1082 #endif
1083 }
1084
1085 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1086 {
1087 #ifdef CONFIG_SMP
1088         /*
1089          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1090          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1091          * finished.
1092          *
1093          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
1094          * happen before this.
1095          *
1096          * Pairs with the control dependency and rmb in try_to_wake_up().
1097          */
1098         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
1099 #endif
1100 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
1101         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
1102         rq->lock.owner = current;
1103 #endif
1104         /*
1105          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
1106          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
1107          * prev into current:
1108          */
1109         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
1110
1111         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1112 }
1113
1114 /*
1115  * wake flags
1116  */
1117 #define WF_SYNC         0x01            /* waker goes to sleep after wakeup */
1118 #define WF_FORK         0x02            /* child wakeup after fork */
1119 #define WF_MIGRATED     0x4             /* internal use, task got migrated */
1120
1121 /*
1122  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1123  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1124  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1125  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1126  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1127  * slice expiry etc.
1128  */
1129
1130 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1131 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1132
1133 /*
1134  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1135  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1136  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1137  * that remained on nice 0.
1138  *
1139  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1140  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1141  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1142  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1143  * the relative distance between them is ~25%.)
1144  */
1145 static const int prio_to_weight[40] = {
1146  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1147  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1148  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1149  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1150  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1151  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1152  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1153  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1154 };
1155
1156 /*
1157  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1158  *
1159  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1160  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1161  * into multiplications:
1162  */
1163 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1164  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1165  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1166  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1167  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1168  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1169  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1170  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1171  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1172 };
1173
1174 #define ENQUEUE_WAKEUP          0x01
1175 #define ENQUEUE_HEAD            0x02
1176 #ifdef CONFIG_SMP
1177 #define ENQUEUE_WAKING          0x04    /* sched_class::task_waking was called */
1178 #else
1179 #define ENQUEUE_WAKING          0x00
1180 #endif
1181 #define ENQUEUE_REPLENISH       0x08
1182 #define ENQUEUE_RESTORE 0x10
1183
1184 #define DEQUEUE_SLEEP           0x01
1185 #define DEQUEUE_SAVE            0x02
1186
1187 #define RETRY_TASK              ((void *)-1UL)
1188
1189 struct sched_class {
1190         const struct sched_class *next;
1191
1192         void (*enqueue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1193         void (*dequeue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1194         void (*yield_task) (struct rq *rq);
1195         bool (*yield_to_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt);
1196
1197         void (*check_preempt_curr) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1198
1199         /*
1200          * It is the responsibility of the pick_next_task() method that will
1201          * return the next task to call put_prev_task() on the @prev task or
1202          * something equivalent.
1203          *
1204          * May return RETRY_TASK when it finds a higher prio class has runnable
1205          * tasks.
1206          */
1207         struct task_struct * (*pick_next_task) (struct rq *rq,
1208                                                 struct task_struct *prev);
1209         void (*put_prev_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p);
1210
1211 #ifdef CONFIG_SMP
1212         int  (*select_task_rq)(struct task_struct *p, int task_cpu, int sd_flag, int flags);
1213         void (*migrate_task_rq)(struct task_struct *p);
1214
1215         void (*task_waking) (struct task_struct *task);
1216         void (*task_woken) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1217
1218         void (*set_cpus_allowed)(struct task_struct *p,
1219                                  const struct cpumask *newmask);
1220
1221         void (*rq_online)(struct rq *rq);
1222         void (*rq_offline)(struct rq *rq);
1223 #endif
1224
1225         void (*set_curr_task) (struct rq *rq);
1226         void (*task_tick) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued);
1227         void (*task_fork) (struct task_struct *p);
1228         void (*task_dead) (struct task_struct *p);
1229
1230         /*
1231          * The switched_from() call is allowed to drop rq->lock, therefore we
1232          * cannot assume the switched_from/switched_to pair is serliazed by
1233          * rq->lock. They are however serialized by p->pi_lock.
1234          */
1235         void (*switched_from) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1236         void (*switched_to) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1237         void (*prio_changed) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task,
1238                              int oldprio);
1239
1240         unsigned int (*get_rr_interval) (struct rq *rq,
1241                                          struct task_struct *task);
1242
1243         void (*update_curr) (struct rq *rq);
1244
1245 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1246         void (*task_move_group) (struct task_struct *p);
1247 #endif
1248 };
1249
1250 static inline void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1251 {
1252         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
1253 }
1254
1255 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1256 #define for_each_class(class) \
1257    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1258
1259 extern const struct sched_class stop_sched_class;
1260 extern const struct sched_class dl_sched_class;
1261 extern const struct sched_class rt_sched_class;
1262 extern const struct sched_class fair_sched_class;
1263 extern const struct sched_class idle_sched_class;
1264
1265
1266 #ifdef CONFIG_SMP
1267
1268 extern void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu);
1269
1270 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq);
1271
1272 extern void idle_enter_fair(struct rq *this_rq);
1273 extern void idle_exit_fair(struct rq *this_rq);
1274
1275 extern void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask);
1276
1277 #else
1278
1279 static inline void idle_enter_fair(struct rq *rq) { }
1280 static inline void idle_exit_fair(struct rq *rq) { }
1281
1282 #endif
1283
1284 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
1285 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1286                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1287 {
1288         rq->idle_state = idle_state;
1289 }
1290
1291 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1292 {
1293         WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1294         return rq->idle_state;
1295 }
1296
1297 static inline void idle_set_state_idx(struct rq *rq, int idle_state_idx)
1298 {
1299         rq->idle_state_idx = idle_state_idx;
1300 }
1301
1302 static inline int idle_get_state_idx(struct rq *rq)
1303 {
1304         WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1305         return rq->idle_state_idx;
1306 }
1307 #else
1308 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1309                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1310 {
1311 }
1312
1313 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1314 {
1315         return NULL;
1316 }
1317
1318 static inline void idle_set_state_idx(struct rq *rq, int idle_state_idx)
1319 {
1320 }
1321
1322 static inline int idle_get_state_idx(struct rq *rq)
1323 {
1324         return -1;
1325 }
1326 #endif
1327
1328 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
1329 extern void sched_init_granularity(void);
1330 extern void update_max_interval(void);
1331
1332 extern void init_sched_dl_class(void);
1333 extern void init_sched_rt_class(void);
1334 extern void init_sched_fair_class(void);
1335
1336 extern void resched_curr(struct rq *rq);
1337 extern void resched_cpu(int cpu);
1338
1339 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
1340 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
1341
1342 extern struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
1343 extern void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime);
1344 extern void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1345
1346 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime);
1347
1348 extern void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se);
1349
1350 extern void init_max_cpu_capacity(struct max_cpu_capacity *mcc);
1351
1352 static inline void add_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1353 {
1354         unsigned prev_nr = rq->nr_running;
1355
1356         rq->nr_running = prev_nr + count;
1357
1358         if (prev_nr < 2 && rq->nr_running >= 2) {
1359 #ifdef CONFIG_SMP
1360                 if (!rq->rd->overload)
1361                         rq->rd->overload = true;
1362 #endif
1363
1364 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1365                 if (tick_nohz_full_cpu(rq->cpu)) {
1366                         /*
1367                          * Tick is needed if more than one task runs on a CPU.
1368                          * Send the target an IPI to kick it out of nohz mode.
1369                          *
1370                          * We assume that IPI implies full memory barrier and the
1371                          * new value of rq->nr_running is visible on reception
1372                          * from the target.
1373                          */
1374                         tick_nohz_full_kick_cpu(rq->cpu);
1375                 }
1376 #endif
1377         }
1378 }
1379
1380 static inline void sub_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1381 {
1382         rq->nr_running -= count;
1383 }
1384
1385 static inline void rq_last_tick_reset(struct rq *rq)
1386 {
1387 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1388         rq->last_sched_tick = jiffies;
1389 #endif
1390 }
1391
1392 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
1393
1394 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1395 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1396
1397 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1398
1399 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg;
1400 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
1401 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
1402
1403 static inline u64 sched_avg_period(void)
1404 {
1405         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1406 }
1407
1408 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1409
1410 /*
1411  * Use hrtick when:
1412  *  - enabled by features
1413  *  - hrtimer is actually high res
1414  */
1415 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1416 {
1417         if (!sched_feat(HRTICK))
1418                 return 0;
1419         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1420                 return 0;
1421         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1422 }
1423
1424 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
1425
1426 #else
1427
1428 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1429 {
1430         return 0;
1431 }
1432
1433 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1434
1435 #ifdef CONFIG_SMP
1436 extern void sched_avg_update(struct rq *rq);
1437
1438 #ifndef arch_scale_freq_capacity
1439 static __always_inline
1440 unsigned long arch_scale_freq_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
1441 {
1442         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1443 }
1444 #endif
1445
1446 #ifndef arch_scale_cpu_capacity
1447 static __always_inline
1448 unsigned long arch_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
1449 {
1450         if (sd && (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && (sd->span_weight > 1))
1451                 return sd->smt_gain / sd->span_weight;
1452
1453         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1454 }
1455 #endif
1456
1457 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1458 {
1459         rq->rt_avg += rt_delta * arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu_of(rq));
1460         sched_avg_update(rq);
1461 }
1462 #else
1463 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta) { }
1464 static inline void sched_avg_update(struct rq *rq) { }
1465 #endif
1466
1467 /*
1468  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
1469  */
1470 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
1471         __acquires(rq->lock)
1472 {
1473         struct rq *rq;
1474
1475         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1476
1477         for (;;) {
1478                 rq = task_rq(p);
1479                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1480                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
1481                         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1482                         return rq;
1483                 }
1484                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1485
1486                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
1487                         cpu_relax();
1488         }
1489 }
1490
1491 /*
1492  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
1493  */
1494 static inline struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1495         __acquires(p->pi_lock)
1496         __acquires(rq->lock)
1497 {
1498         struct rq *rq;
1499
1500         for (;;) {
1501                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
1502                 rq = task_rq(p);
1503                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1504                 /*
1505                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
1506                  *
1507                  *      ACQUIRE (rq->lock)
1508                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
1509                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
1510                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
1511                  *                                      [L] ->on_rq
1512                  *      RELEASE (rq->lock)
1513                  *
1514                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
1515                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
1516                  *
1517                  * If we observe the new cpu in task_rq_lock, the acquire will
1518                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
1519                  */
1520                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
1521                         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1522                         return rq;
1523                 }
1524                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1525                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1526
1527                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
1528                         cpu_relax();
1529         }
1530 }
1531
1532 static inline void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1533         __releases(rq->lock)
1534 {
1535         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1536         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1537 }
1538
1539 static inline void
1540 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1541         __releases(rq->lock)
1542         __releases(p->pi_lock)
1543 {
1544         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1545         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1546         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1547 }
1548
1549 #ifdef CONFIG_SMP
1550 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1551
1552 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1553
1554 /*
1555  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1556  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1557  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1558  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1559  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1560  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1561  */
1562 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1563         __releases(this_rq->lock)
1564         __acquires(busiest->lock)
1565         __acquires(this_rq->lock)
1566 {
1567         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1568         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1569
1570         return 1;
1571 }
1572
1573 #else
1574 /*
1575  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1576  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1577  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1578  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1579  * regardless of entry order into the function.
1580  */
1581 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1582         __releases(this_rq->lock)
1583         __acquires(busiest->lock)
1584         __acquires(this_rq->lock)
1585 {
1586         int ret = 0;
1587
1588         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1589                 if (busiest < this_rq) {
1590                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1591                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1592                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1593                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1594                         ret = 1;
1595                 } else
1596                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1597                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1598         }
1599         return ret;
1600 }
1601
1602 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1603
1604 /*
1605  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1606  */
1607 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1608 {
1609         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1610                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1611                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1612                 BUG_ON(1);
1613         }
1614
1615         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1616 }
1617
1618 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1619         __releases(busiest->lock)
1620 {
1621         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1622         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1623 }
1624
1625 static inline void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1626 {
1627         if (l1 > l2)
1628                 swap(l1, l2);
1629
1630         spin_lock(l1);
1631         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1632 }
1633
1634 static inline void double_lock_irq(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1635 {
1636         if (l1 > l2)
1637                 swap(l1, l2);
1638
1639         spin_lock_irq(l1);
1640         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1641 }
1642
1643 static inline void double_raw_lock(raw_spinlock_t *l1, raw_spinlock_t *l2)
1644 {
1645         if (l1 > l2)
1646                 swap(l1, l2);
1647
1648         raw_spin_lock(l1);
1649         raw_spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1650 }
1651
1652 /*
1653  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1654  *
1655  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1656  * you need to do so manually before calling.
1657  */
1658 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1659         __acquires(rq1->lock)
1660         __acquires(rq2->lock)
1661 {
1662         BUG_ON(!irqs_disabled());
1663         if (rq1 == rq2) {
1664                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1665                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1666         } else {
1667                 if (rq1 < rq2) {
1668                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1669                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1670                 } else {
1671                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1672                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1673                 }
1674         }
1675 }
1676
1677 /*
1678  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1679  *
1680  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1681  * you need to do so manually after calling.
1682  */
1683 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1684         __releases(rq1->lock)
1685         __releases(rq2->lock)
1686 {
1687         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1688         if (rq1 != rq2)
1689                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1690         else
1691                 __release(rq2->lock);
1692 }
1693
1694 #else /* CONFIG_SMP */
1695
1696 /*
1697  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1698  *
1699  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1700  * you need to do so manually before calling.
1701  */
1702 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1703         __acquires(rq1->lock)
1704         __acquires(rq2->lock)
1705 {
1706         BUG_ON(!irqs_disabled());
1707         BUG_ON(rq1 != rq2);
1708         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1709         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1710 }
1711
1712 /*
1713  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1714  *
1715  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1716  * you need to do so manually after calling.
1717  */
1718 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1719         __releases(rq1->lock)
1720         __releases(rq2->lock)
1721 {
1722         BUG_ON(rq1 != rq2);
1723         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1724         __release(rq2->lock);
1725 }
1726
1727 #endif
1728
1729 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1730 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1731
1732 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
1733 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1734 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1735 extern void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1736 extern void
1737 print_cfs_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct cfs_rq *cfs_rq);
1738
1739 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1740 extern void
1741 show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m);
1742 extern void
1743 print_numa_stats(struct seq_file *m, int node, unsigned long tsf,
1744         unsigned long tpf, unsigned long gsf, unsigned long gpf);
1745 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1746 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1747
1748 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
1749 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq);
1750 extern void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq);
1751
1752 extern void cfs_bandwidth_usage_inc(void);
1753 extern void cfs_bandwidth_usage_dec(void);
1754
1755 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1756 enum rq_nohz_flag_bits {
1757         NOHZ_TICK_STOPPED,
1758         NOHZ_BALANCE_KICK,
1759 };
1760
1761 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
1762 #endif
1763
1764 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1765
1766 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1767 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1768
1769 #ifndef CONFIG_64BIT
1770 DECLARE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
1771
1772 static inline void irq_time_write_begin(void)
1773 {
1774         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1775         smp_wmb();
1776 }
1777
1778 static inline void irq_time_write_end(void)
1779 {
1780         smp_wmb();
1781         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1782 }
1783
1784 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1785 {
1786         u64 irq_time;
1787         unsigned seq;
1788
1789         do {
1790                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
1791                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
1792                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1793         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
1794
1795         return irq_time;
1796 }
1797 #else /* CONFIG_64BIT */
1798 static inline void irq_time_write_begin(void)
1799 {
1800 }
1801
1802 static inline void irq_time_write_end(void)
1803 {
1804 }
1805
1806 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1807 {
1808         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1809 }
1810 #endif /* CONFIG_64BIT */
1811 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */