DEBUG: sched,cpufreq: add cpu_capacity change tracepoint
[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         /* This is the "average utilization" for this runqueue */
510         s64 avg_bw;
511 };
512
513 #ifdef CONFIG_SMP
514
515 struct max_cpu_capacity {
516         raw_spinlock_t lock;
517         unsigned long val;
518         int cpu;
519 };
520
521 /*
522  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
523  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
524  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
525  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
526  * object.
527  *
528  */
529 struct root_domain {
530         atomic_t refcount;
531         atomic_t rto_count;
532         struct rcu_head rcu;
533         cpumask_var_t span;
534         cpumask_var_t online;
535
536         /* Indicate more than one runnable task for any CPU */
537         bool overload;
538
539         /* Indicate one or more cpus over-utilized (tipping point) */
540         bool overutilized;
541
542         /*
543          * The bit corresponding to a CPU gets set here if such CPU has more
544          * than one runnable -deadline task (as it is below for RT tasks).
545          */
546         cpumask_var_t dlo_mask;
547         atomic_t dlo_count;
548         struct dl_bw dl_bw;
549         struct cpudl cpudl;
550
551         /*
552          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
553          * one runnable RT task.
554          */
555         cpumask_var_t rto_mask;
556         struct cpupri cpupri;
557
558         /* Maximum cpu capacity in the system. */
559         struct max_cpu_capacity max_cpu_capacity;
560 };
561
562 extern struct root_domain def_root_domain;
563
564 #endif /* CONFIG_SMP */
565
566 /*
567  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
568  *
569  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
570  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
571  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
572  */
573 struct rq {
574         /* runqueue lock: */
575         raw_spinlock_t lock;
576
577         /*
578          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
579          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
580          */
581         unsigned int nr_running;
582 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
583         unsigned int nr_numa_running;
584         unsigned int nr_preferred_running;
585 #endif
586         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
587         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
588         unsigned long last_load_update_tick;
589         unsigned int misfit_task;
590 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
591         u64 nohz_stamp;
592         unsigned long nohz_flags;
593 #endif
594 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
595         unsigned long last_sched_tick;
596 #endif
597         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
598         struct load_weight load;
599         unsigned long nr_load_updates;
600         u64 nr_switches;
601
602         struct cfs_rq cfs;
603         struct rt_rq rt;
604         struct dl_rq dl;
605
606 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
607         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
608         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
609 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
610
611         /*
612          * This is part of a global counter where only the total sum
613          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
614          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
615          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
616          */
617         unsigned long nr_uninterruptible;
618
619         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
620         unsigned long next_balance;
621         struct mm_struct *prev_mm;
622
623         unsigned int clock_skip_update;
624         u64 clock;
625         u64 clock_task;
626
627         atomic_t nr_iowait;
628
629 #ifdef CONFIG_SMP
630         struct root_domain *rd;
631         struct sched_domain *sd;
632
633         unsigned long cpu_capacity;
634         unsigned long cpu_capacity_orig;
635
636         struct callback_head *balance_callback;
637
638         unsigned char idle_balance;
639         /* For active balancing */
640         int active_balance;
641         int push_cpu;
642         struct cpu_stop_work active_balance_work;
643         /* cpu of this runqueue: */
644         int cpu;
645         int online;
646
647         struct list_head cfs_tasks;
648
649         u64 rt_avg;
650         u64 age_stamp;
651         u64 idle_stamp;
652         u64 avg_idle;
653
654         /* This is used to determine avg_idle's max value */
655         u64 max_idle_balance_cost;
656 #endif
657
658 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
659         u64 prev_irq_time;
660 #endif
661 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
662         u64 prev_steal_time;
663 #endif
664 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
665         u64 prev_steal_time_rq;
666 #endif
667
668         /* calc_load related fields */
669         unsigned long calc_load_update;
670         long calc_load_active;
671
672 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
673 #ifdef CONFIG_SMP
674         int hrtick_csd_pending;
675         struct call_single_data hrtick_csd;
676 #endif
677         struct hrtimer hrtick_timer;
678 #endif
679
680 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
681         /* latency stats */
682         struct sched_info rq_sched_info;
683         unsigned long long rq_cpu_time;
684         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
685
686         /* sys_sched_yield() stats */
687         unsigned int yld_count;
688
689         /* schedule() stats */
690         unsigned int sched_count;
691         unsigned int sched_goidle;
692
693         /* try_to_wake_up() stats */
694         unsigned int ttwu_count;
695         unsigned int ttwu_local;
696 #endif
697
698 #ifdef CONFIG_SMP
699         struct llist_head wake_list;
700 #endif
701
702 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
703         /* Must be inspected within a rcu lock section */
704         struct cpuidle_state *idle_state;
705         int idle_state_idx;
706 #endif
707 };
708
709 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
710 {
711 #ifdef CONFIG_SMP
712         return rq->cpu;
713 #else
714         return 0;
715 #endif
716 }
717
718 DECLARE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
719
720 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
721 #define this_rq()               this_cpu_ptr(&runqueues)
722 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
723 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
724 #define raw_rq()                raw_cpu_ptr(&runqueues)
725
726 static inline u64 __rq_clock_broken(struct rq *rq)
727 {
728         return READ_ONCE(rq->clock);
729 }
730
731 static inline u64 rq_clock(struct rq *rq)
732 {
733         lockdep_assert_held(&rq->lock);
734         return rq->clock;
735 }
736
737 static inline u64 rq_clock_task(struct rq *rq)
738 {
739         lockdep_assert_held(&rq->lock);
740         return rq->clock_task;
741 }
742
743 #define RQCF_REQ_SKIP   0x01
744 #define RQCF_ACT_SKIP   0x02
745
746 static inline void rq_clock_skip_update(struct rq *rq, bool skip)
747 {
748         lockdep_assert_held(&rq->lock);
749         if (skip)
750                 rq->clock_skip_update |= RQCF_REQ_SKIP;
751         else
752                 rq->clock_skip_update &= ~RQCF_REQ_SKIP;
753 }
754
755 #ifdef CONFIG_NUMA
756 enum numa_topology_type {
757         NUMA_DIRECT,
758         NUMA_GLUELESS_MESH,
759         NUMA_BACKPLANE,
760 };
761 extern enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
762 extern int sched_max_numa_distance;
763 extern bool find_numa_distance(int distance);
764 #endif
765
766 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
767 /* The regions in numa_faults array from task_struct */
768 enum numa_faults_stats {
769         NUMA_MEM = 0,
770         NUMA_CPU,
771         NUMA_MEMBUF,
772         NUMA_CPUBUF
773 };
774 extern void sched_setnuma(struct task_struct *p, int node);
775 extern int migrate_task_to(struct task_struct *p, int cpu);
776 extern int migrate_swap(struct task_struct *, struct task_struct *);
777 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
778
779 #ifdef CONFIG_SMP
780
781 static inline void
782 queue_balance_callback(struct rq *rq,
783                        struct callback_head *head,
784                        void (*func)(struct rq *rq))
785 {
786         lockdep_assert_held(&rq->lock);
787
788         if (unlikely(head->next))
789                 return;
790
791         head->func = (void (*)(struct callback_head *))func;
792         head->next = rq->balance_callback;
793         rq->balance_callback = head;
794 }
795
796 extern void sched_ttwu_pending(void);
797
798 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
799         rcu_dereference_check((p), \
800                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
801
802 /*
803  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
804  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
805  *
806  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
807  * preempt-disabled sections.
808  */
809 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
810         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
811                         __sd; __sd = __sd->parent)
812
813 #define for_each_lower_domain(sd) for (; sd; sd = sd->child)
814
815 /**
816  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
817  * @cpu:        The cpu whose highest level of sched domain is to
818  *              be returned.
819  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
820  *              for the given cpu.
821  *
822  * Returns the highest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
823  */
824 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
825 {
826         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
827
828         for_each_domain(cpu, sd) {
829                 if (!(sd->flags & flag))
830                         break;
831                 hsd = sd;
832         }
833
834         return hsd;
835 }
836
837 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
838 {
839         struct sched_domain *sd;
840
841         for_each_domain(cpu, sd) {
842                 if (sd->flags & flag)
843                         break;
844         }
845
846         return sd;
847 }
848
849 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
850 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
851 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
852 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
853 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
854 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
855 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_ea);
856 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_scs);
857
858 struct sched_group_capacity {
859         atomic_t ref;
860         /*
861          * CPU capacity of this group, SCHED_LOAD_SCALE being max capacity
862          * for a single CPU.
863          */
864         unsigned long capacity;
865         unsigned long max_capacity; /* Max per-cpu capacity in group */
866         unsigned long next_update;
867         int imbalance; /* XXX unrelated to capacity but shared group state */
868         /*
869          * Number of busy cpus in this group.
870          */
871         atomic_t nr_busy_cpus;
872
873         unsigned long cpumask[0]; /* iteration mask */
874 };
875
876 struct sched_group {
877         struct sched_group *next;       /* Must be a circular list */
878         atomic_t ref;
879
880         unsigned int group_weight;
881         struct sched_group_capacity *sgc;
882         const struct sched_group_energy const *sge;
883
884         /*
885          * The CPUs this group covers.
886          *
887          * NOTE: this field is variable length. (Allocated dynamically
888          * by attaching extra space to the end of the structure,
889          * depending on how many CPUs the kernel has booted up with)
890          */
891         unsigned long cpumask[0];
892 };
893
894 static inline struct cpumask *sched_group_cpus(struct sched_group *sg)
895 {
896         return to_cpumask(sg->cpumask);
897 }
898
899 /*
900  * cpumask masking which cpus in the group are allowed to iterate up the domain
901  * tree.
902  */
903 static inline struct cpumask *sched_group_mask(struct sched_group *sg)
904 {
905         return to_cpumask(sg->sgc->cpumask);
906 }
907
908 /**
909  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
910  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
911  */
912 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
913 {
914         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
915 }
916
917 extern int group_balance_cpu(struct sched_group *sg);
918
919 #else
920
921 static inline void sched_ttwu_pending(void) { }
922
923 #endif /* CONFIG_SMP */
924
925 #include "stats.h"
926 #include "auto_group.h"
927
928 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
929
930 /*
931  * Return the group to which this tasks belongs.
932  *
933  * We cannot use task_css() and friends because the cgroup subsystem
934  * changes that value before the cgroup_subsys::attach() method is called,
935  * therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
936  *
937  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
938  * core changes this before calling sched_move_task().
939  *
940  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
941  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
942  */
943 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
944 {
945         return p->sched_task_group;
946 }
947
948 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
949 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
950 {
951 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
952         struct task_group *tg = task_group(p);
953 #endif
954
955 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
956         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
957         p->se.parent = tg->se[cpu];
958 #endif
959
960 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
961         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
962         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
963 #endif
964 }
965
966 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
967
968 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
969 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
970 {
971         return NULL;
972 }
973
974 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
975
976 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
977 {
978         set_task_rq(p, cpu);
979 #ifdef CONFIG_SMP
980         /*
981          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
982          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
983          * per-task data have been completed by this moment.
984          */
985         smp_wmb();
986         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
987         p->wake_cpu = cpu;
988 #endif
989 }
990
991 /*
992  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
993  */
994 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
995 # include <linux/static_key.h>
996 # define const_debug __read_mostly
997 #else
998 # define const_debug const
999 #endif
1000
1001 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
1002
1003 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
1004         __SCHED_FEAT_##name ,
1005
1006 enum {
1007 #include "features.h"
1008         __SCHED_FEAT_NR,
1009 };
1010
1011 #undef SCHED_FEAT
1012
1013 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
1014 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
1015 static __always_inline bool static_branch_##name(struct static_key *key) \
1016 {                                                                       \
1017         return static_key_##enabled(key);                               \
1018 }
1019
1020 #include "features.h"
1021
1022 #undef SCHED_FEAT
1023
1024 extern struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
1025 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
1026 #else /* !(SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL) */
1027 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
1028 #endif /* SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL */
1029
1030 extern struct static_key_false sched_numa_balancing;
1031
1032 static inline u64 global_rt_period(void)
1033 {
1034         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
1035 }
1036
1037 static inline u64 global_rt_runtime(void)
1038 {
1039         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
1040                 return RUNTIME_INF;
1041
1042         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
1043 }
1044
1045 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1046 {
1047         return rq->curr == p;
1048 }
1049
1050 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1051 {
1052 #ifdef CONFIG_SMP
1053         return p->on_cpu;
1054 #else
1055         return task_current(rq, p);
1056 #endif
1057 }
1058
1059 static inline int task_on_rq_queued(struct task_struct *p)
1060 {
1061         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_QUEUED;
1062 }
1063
1064 static inline int task_on_rq_migrating(struct task_struct *p)
1065 {
1066         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1067 }
1068
1069 #ifndef prepare_arch_switch
1070 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
1071 #endif
1072 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
1073 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
1074 #endif
1075
1076 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1077 {
1078 #ifdef CONFIG_SMP
1079         /*
1080          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1081          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1082          * here.
1083          */
1084         next->on_cpu = 1;
1085 #endif
1086 }
1087
1088 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1089 {
1090 #ifdef CONFIG_SMP
1091         /*
1092          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1093          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1094          * finished.
1095          *
1096          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
1097          * happen before this.
1098          *
1099          * Pairs with the control dependency and rmb in try_to_wake_up().
1100          */
1101         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
1102 #endif
1103 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
1104         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
1105         rq->lock.owner = current;
1106 #endif
1107         /*
1108          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
1109          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
1110          * prev into current:
1111          */
1112         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
1113
1114         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1115 }
1116
1117 /*
1118  * wake flags
1119  */
1120 #define WF_SYNC         0x01            /* waker goes to sleep after wakeup */
1121 #define WF_FORK         0x02            /* child wakeup after fork */
1122 #define WF_MIGRATED     0x4             /* internal use, task got migrated */
1123
1124 /*
1125  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1126  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1127  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1128  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1129  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1130  * slice expiry etc.
1131  */
1132
1133 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1134 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1135
1136 /*
1137  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1138  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1139  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1140  * that remained on nice 0.
1141  *
1142  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1143  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1144  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1145  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1146  * the relative distance between them is ~25%.)
1147  */
1148 static const int prio_to_weight[40] = {
1149  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1150  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1151  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1152  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1153  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1154  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1155  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1156  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1157 };
1158
1159 /*
1160  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1161  *
1162  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1163  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1164  * into multiplications:
1165  */
1166 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1167  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1168  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1169  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1170  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1171  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1172  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1173  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1174  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1175 };
1176
1177 #define ENQUEUE_WAKEUP          0x01
1178 #define ENQUEUE_HEAD            0x02
1179 #ifdef CONFIG_SMP
1180 #define ENQUEUE_WAKING          0x04    /* sched_class::task_waking was called */
1181 #else
1182 #define ENQUEUE_WAKING          0x00
1183 #endif
1184 #define ENQUEUE_REPLENISH       0x08
1185 #define ENQUEUE_RESTORE 0x10
1186 #define ENQUEUE_WAKEUP_NEW      0x20
1187
1188 #define DEQUEUE_SLEEP           0x01
1189 #define DEQUEUE_SAVE            0x02
1190
1191 #define RETRY_TASK              ((void *)-1UL)
1192
1193 struct sched_class {
1194         const struct sched_class *next;
1195
1196         void (*enqueue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1197         void (*dequeue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1198         void (*yield_task) (struct rq *rq);
1199         bool (*yield_to_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt);
1200
1201         void (*check_preempt_curr) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1202
1203         /*
1204          * It is the responsibility of the pick_next_task() method that will
1205          * return the next task to call put_prev_task() on the @prev task or
1206          * something equivalent.
1207          *
1208          * May return RETRY_TASK when it finds a higher prio class has runnable
1209          * tasks.
1210          */
1211         struct task_struct * (*pick_next_task) (struct rq *rq,
1212                                                 struct task_struct *prev);
1213         void (*put_prev_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p);
1214
1215 #ifdef CONFIG_SMP
1216         int  (*select_task_rq)(struct task_struct *p, int task_cpu, int sd_flag, int flags);
1217         void (*migrate_task_rq)(struct task_struct *p);
1218
1219         void (*task_waking) (struct task_struct *task);
1220         void (*task_woken) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1221
1222         void (*set_cpus_allowed)(struct task_struct *p,
1223                                  const struct cpumask *newmask);
1224
1225         void (*rq_online)(struct rq *rq);
1226         void (*rq_offline)(struct rq *rq);
1227 #endif
1228
1229         void (*set_curr_task) (struct rq *rq);
1230         void (*task_tick) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued);
1231         void (*task_fork) (struct task_struct *p);
1232         void (*task_dead) (struct task_struct *p);
1233
1234         /*
1235          * The switched_from() call is allowed to drop rq->lock, therefore we
1236          * cannot assume the switched_from/switched_to pair is serliazed by
1237          * rq->lock. They are however serialized by p->pi_lock.
1238          */
1239         void (*switched_from) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1240         void (*switched_to) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1241         void (*prio_changed) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task,
1242                              int oldprio);
1243
1244         unsigned int (*get_rr_interval) (struct rq *rq,
1245                                          struct task_struct *task);
1246
1247         void (*update_curr) (struct rq *rq);
1248
1249 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1250         void (*task_move_group) (struct task_struct *p);
1251 #endif
1252 };
1253
1254 static inline void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1255 {
1256         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
1257 }
1258
1259 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1260 #define for_each_class(class) \
1261    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1262
1263 extern const struct sched_class stop_sched_class;
1264 extern const struct sched_class dl_sched_class;
1265 extern const struct sched_class rt_sched_class;
1266 extern const struct sched_class fair_sched_class;
1267 extern const struct sched_class idle_sched_class;
1268
1269
1270 #ifdef CONFIG_SMP
1271
1272 extern void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu);
1273
1274 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq);
1275
1276 extern void idle_enter_fair(struct rq *this_rq);
1277 extern void idle_exit_fair(struct rq *this_rq);
1278
1279 extern void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask);
1280
1281 #else
1282
1283 static inline void idle_enter_fair(struct rq *rq) { }
1284 static inline void idle_exit_fair(struct rq *rq) { }
1285
1286 #endif
1287
1288 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
1289 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1290                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1291 {
1292         rq->idle_state = idle_state;
1293 }
1294
1295 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1296 {
1297         WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1298         return rq->idle_state;
1299 }
1300
1301 static inline void idle_set_state_idx(struct rq *rq, int idle_state_idx)
1302 {
1303         rq->idle_state_idx = idle_state_idx;
1304 }
1305
1306 static inline int idle_get_state_idx(struct rq *rq)
1307 {
1308         WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1309         return rq->idle_state_idx;
1310 }
1311 #else
1312 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1313                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1314 {
1315 }
1316
1317 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1318 {
1319         return NULL;
1320 }
1321
1322 static inline void idle_set_state_idx(struct rq *rq, int idle_state_idx)
1323 {
1324 }
1325
1326 static inline int idle_get_state_idx(struct rq *rq)
1327 {
1328         return -1;
1329 }
1330 #endif
1331
1332 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
1333 extern void sched_init_granularity(void);
1334 extern void update_max_interval(void);
1335
1336 extern void init_sched_dl_class(void);
1337 extern void init_sched_rt_class(void);
1338 extern void init_sched_fair_class(void);
1339
1340 extern void resched_curr(struct rq *rq);
1341 extern void resched_cpu(int cpu);
1342
1343 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
1344 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
1345
1346 extern struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
1347 extern void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime);
1348 extern void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1349
1350 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime);
1351
1352 extern void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se);
1353
1354 extern void init_max_cpu_capacity(struct max_cpu_capacity *mcc);
1355
1356 static inline void add_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1357 {
1358         unsigned prev_nr = rq->nr_running;
1359
1360         rq->nr_running = prev_nr + count;
1361
1362         if (prev_nr < 2 && rq->nr_running >= 2) {
1363 #ifdef CONFIG_SMP
1364                 if (!rq->rd->overload)
1365                         rq->rd->overload = true;
1366 #endif
1367
1368 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1369                 if (tick_nohz_full_cpu(rq->cpu)) {
1370                         /*
1371                          * Tick is needed if more than one task runs on a CPU.
1372                          * Send the target an IPI to kick it out of nohz mode.
1373                          *
1374                          * We assume that IPI implies full memory barrier and the
1375                          * new value of rq->nr_running is visible on reception
1376                          * from the target.
1377                          */
1378                         tick_nohz_full_kick_cpu(rq->cpu);
1379                 }
1380 #endif
1381         }
1382 }
1383
1384 static inline void sub_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1385 {
1386         rq->nr_running -= count;
1387 }
1388
1389 static inline void rq_last_tick_reset(struct rq *rq)
1390 {
1391 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1392         rq->last_sched_tick = jiffies;
1393 #endif
1394 }
1395
1396 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
1397
1398 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1399 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1400
1401 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1402
1403 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg;
1404 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
1405 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
1406
1407 static inline u64 sched_avg_period(void)
1408 {
1409         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1410 }
1411
1412 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1413
1414 /*
1415  * Use hrtick when:
1416  *  - enabled by features
1417  *  - hrtimer is actually high res
1418  */
1419 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1420 {
1421         if (!sched_feat(HRTICK))
1422                 return 0;
1423         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1424                 return 0;
1425         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1426 }
1427
1428 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
1429
1430 #else
1431
1432 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1433 {
1434         return 0;
1435 }
1436
1437 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1438
1439 #ifdef CONFIG_SMP
1440 extern void sched_avg_update(struct rq *rq);
1441
1442 #ifndef arch_scale_freq_capacity
1443 static __always_inline
1444 unsigned long arch_scale_freq_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
1445 {
1446         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1447 }
1448 #endif
1449
1450 #ifndef arch_scale_cpu_capacity
1451 static __always_inline
1452 unsigned long arch_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
1453 {
1454         if (sd && (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && (sd->span_weight > 1))
1455                 return sd->smt_gain / sd->span_weight;
1456
1457         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1458 }
1459 #endif
1460
1461 #ifdef CONFIG_SMP
1462 static inline unsigned long capacity_of(int cpu)
1463 {
1464         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
1465 }
1466
1467 static inline unsigned long capacity_orig_of(int cpu)
1468 {
1469         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig;
1470 }
1471
1472 /*
1473  * cpu_util returns the amount of capacity of a CPU that is used by CFS
1474  * tasks. The unit of the return value must be the one of capacity so we can
1475  * compare the utilization with the capacity of the CPU that is available for
1476  * CFS task (ie cpu_capacity).
1477  *
1478  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
1479  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
1480  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
1481  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
1482  * (arch_scale_freq_capacity()).
1483  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
1484  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
1485  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
1486  *
1487  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
1488  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
1489  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
1490  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
1491  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
1492  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
1493  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
1494  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
1495  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
1496  * migrations (scheduler-driven DVFS).
1497  */
1498 static inline unsigned long __cpu_util(int cpu, int delta)
1499 {
1500         unsigned long util = cpu_rq(cpu)->cfs.avg.util_avg;
1501         unsigned long capacity = capacity_orig_of(cpu);
1502
1503         delta += util;
1504         if (delta < 0)
1505                 return 0;
1506
1507         return (delta >= capacity) ? capacity : delta;
1508 }
1509
1510 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
1511 {
1512         return __cpu_util(cpu, 0);
1513 }
1514
1515 #endif
1516
1517 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHED
1518 #define capacity_max SCHED_CAPACITY_SCALE
1519 extern unsigned int capacity_margin;
1520 extern struct static_key __sched_freq;
1521
1522 static inline bool sched_freq(void)
1523 {
1524         return static_key_false(&__sched_freq);
1525 }
1526
1527 DECLARE_PER_CPU(struct sched_capacity_reqs, cpu_sched_capacity_reqs);
1528 void update_cpu_capacity_request(int cpu, bool request);
1529
1530 static inline void set_cfs_cpu_capacity(int cpu, bool request,
1531                                         unsigned long capacity)
1532 {
1533         if (per_cpu(cpu_sched_capacity_reqs, cpu).cfs != capacity) {
1534                 per_cpu(cpu_sched_capacity_reqs, cpu).cfs = capacity;
1535                 update_cpu_capacity_request(cpu, request);
1536         }
1537 }
1538
1539 static inline void set_rt_cpu_capacity(int cpu, bool request,
1540                                        unsigned long capacity)
1541 {
1542         if (per_cpu(cpu_sched_capacity_reqs, cpu).rt != capacity) {
1543                 per_cpu(cpu_sched_capacity_reqs, cpu).rt = capacity;
1544                 update_cpu_capacity_request(cpu, request);
1545         }
1546 }
1547
1548 static inline void set_dl_cpu_capacity(int cpu, bool request,
1549                                        unsigned long capacity)
1550 {
1551         if (per_cpu(cpu_sched_capacity_reqs, cpu).dl != capacity) {
1552                 per_cpu(cpu_sched_capacity_reqs, cpu).dl = capacity;
1553                 update_cpu_capacity_request(cpu, request);
1554         }
1555 }
1556 #else
1557 static inline bool sched_freq(void) { return false; }
1558 static inline void set_cfs_cpu_capacity(int cpu, bool request,
1559                                         unsigned long capacity)
1560 { }
1561 static inline void set_rt_cpu_capacity(int cpu, bool request,
1562                                        unsigned long capacity)
1563 { }
1564 static inline void set_dl_cpu_capacity(int cpu, bool request,
1565                                        unsigned long capacity)
1566 { }
1567 #endif
1568
1569 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1570 {
1571         rq->rt_avg += rt_delta * arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu_of(rq));
1572 }
1573 #else
1574 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta) { }
1575 static inline void sched_avg_update(struct rq *rq) { }
1576 #endif
1577
1578 /*
1579  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
1580  */
1581 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
1582         __acquires(rq->lock)
1583 {
1584         struct rq *rq;
1585
1586         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1587
1588         for (;;) {
1589                 rq = task_rq(p);
1590                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1591                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
1592                         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1593                         return rq;
1594                 }
1595                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1596
1597                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
1598                         cpu_relax();
1599         }
1600 }
1601
1602 /*
1603  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
1604  */
1605 static inline struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1606         __acquires(p->pi_lock)
1607         __acquires(rq->lock)
1608 {
1609         struct rq *rq;
1610
1611         for (;;) {
1612                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
1613                 rq = task_rq(p);
1614                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1615                 /*
1616                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
1617                  *
1618                  *      ACQUIRE (rq->lock)
1619                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
1620                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
1621                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
1622                  *                                      [L] ->on_rq
1623                  *      RELEASE (rq->lock)
1624                  *
1625                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
1626                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
1627                  *
1628                  * If we observe the new cpu in task_rq_lock, the acquire will
1629                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
1630                  */
1631                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
1632                         lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1633                         return rq;
1634                 }
1635                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1636                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1637
1638                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
1639                         cpu_relax();
1640         }
1641 }
1642
1643 static inline void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1644         __releases(rq->lock)
1645 {
1646         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1647         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1648 }
1649
1650 static inline void
1651 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1652         __releases(rq->lock)
1653         __releases(p->pi_lock)
1654 {
1655         lockdep_unpin_lock(&rq->lock);
1656         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1657         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1658 }
1659
1660 #ifdef CONFIG_SMP
1661 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1662
1663 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1664
1665 /*
1666  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1667  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1668  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1669  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1670  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1671  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1672  */
1673 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1674         __releases(this_rq->lock)
1675         __acquires(busiest->lock)
1676         __acquires(this_rq->lock)
1677 {
1678         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1679         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1680
1681         return 1;
1682 }
1683
1684 #else
1685 /*
1686  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1687  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1688  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1689  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1690  * regardless of entry order into the function.
1691  */
1692 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1693         __releases(this_rq->lock)
1694         __acquires(busiest->lock)
1695         __acquires(this_rq->lock)
1696 {
1697         int ret = 0;
1698
1699         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1700                 if (busiest < this_rq) {
1701                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1702                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1703                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1704                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1705                         ret = 1;
1706                 } else
1707                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1708                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1709         }
1710         return ret;
1711 }
1712
1713 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1714
1715 /*
1716  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1717  */
1718 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1719 {
1720         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1721                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1722                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1723                 BUG_ON(1);
1724         }
1725
1726         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1727 }
1728
1729 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1730         __releases(busiest->lock)
1731 {
1732         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1733         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1734 }
1735
1736 static inline void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1737 {
1738         if (l1 > l2)
1739                 swap(l1, l2);
1740
1741         spin_lock(l1);
1742         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1743 }
1744
1745 static inline void double_lock_irq(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1746 {
1747         if (l1 > l2)
1748                 swap(l1, l2);
1749
1750         spin_lock_irq(l1);
1751         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1752 }
1753
1754 static inline void double_raw_lock(raw_spinlock_t *l1, raw_spinlock_t *l2)
1755 {
1756         if (l1 > l2)
1757                 swap(l1, l2);
1758
1759         raw_spin_lock(l1);
1760         raw_spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1761 }
1762
1763 /*
1764  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1765  *
1766  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1767  * you need to do so manually before calling.
1768  */
1769 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1770         __acquires(rq1->lock)
1771         __acquires(rq2->lock)
1772 {
1773         BUG_ON(!irqs_disabled());
1774         if (rq1 == rq2) {
1775                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1776                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1777         } else {
1778                 if (rq1 < rq2) {
1779                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1780                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1781                 } else {
1782                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1783                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1784                 }
1785         }
1786 }
1787
1788 /*
1789  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1790  *
1791  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1792  * you need to do so manually after calling.
1793  */
1794 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1795         __releases(rq1->lock)
1796         __releases(rq2->lock)
1797 {
1798         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1799         if (rq1 != rq2)
1800                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1801         else
1802                 __release(rq2->lock);
1803 }
1804
1805 #else /* CONFIG_SMP */
1806
1807 /*
1808  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1809  *
1810  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1811  * you need to do so manually before calling.
1812  */
1813 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1814         __acquires(rq1->lock)
1815         __acquires(rq2->lock)
1816 {
1817         BUG_ON(!irqs_disabled());
1818         BUG_ON(rq1 != rq2);
1819         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1820         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1821 }
1822
1823 /*
1824  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1825  *
1826  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1827  * you need to do so manually after calling.
1828  */
1829 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1830         __releases(rq1->lock)
1831         __releases(rq2->lock)
1832 {
1833         BUG_ON(rq1 != rq2);
1834         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1835         __release(rq2->lock);
1836 }
1837
1838 #endif
1839
1840 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1841 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1842
1843 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
1844 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1845 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1846 extern void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1847 extern void
1848 print_cfs_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct cfs_rq *cfs_rq);
1849
1850 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1851 extern void
1852 show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m);
1853 extern void
1854 print_numa_stats(struct seq_file *m, int node, unsigned long tsf,
1855         unsigned long tpf, unsigned long gsf, unsigned long gpf);
1856 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1857 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1858
1859 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
1860 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq);
1861 extern void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq);
1862
1863 extern void cfs_bandwidth_usage_inc(void);
1864 extern void cfs_bandwidth_usage_dec(void);
1865
1866 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1867 enum rq_nohz_flag_bits {
1868         NOHZ_TICK_STOPPED,
1869         NOHZ_BALANCE_KICK,
1870 };
1871
1872 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
1873 #endif
1874
1875 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1876
1877 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1878 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1879
1880 #ifndef CONFIG_64BIT
1881 DECLARE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
1882
1883 static inline void irq_time_write_begin(void)
1884 {
1885         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1886         smp_wmb();
1887 }
1888
1889 static inline void irq_time_write_end(void)
1890 {
1891         smp_wmb();
1892         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1893 }
1894
1895 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1896 {
1897         u64 irq_time;
1898         unsigned seq;
1899
1900         do {
1901                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
1902                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
1903                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1904         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
1905
1906         return irq_time;
1907 }
1908 #else /* CONFIG_64BIT */
1909 static inline void irq_time_write_begin(void)
1910 {
1911 }
1912
1913 static inline void irq_time_write_end(void)
1914 {
1915 }
1916
1917 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1918 {
1919         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1920 }
1921 #endif /* CONFIG_64BIT */
1922 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */