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/tick.h>
  10 #include <linux/slab.h>
  11
  12 #include "cpupri.h"
  13 #include "cpudeadline.h"
  14 #include "cpuacct.h"
  15
  16 struct rq;
  17
  18 extern __read_mostly int scheduler_running;
  19
  20 extern unsigned long calc_load_update;
  21 extern atomic_long_t calc_load_tasks;
  22
  23 extern long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq);
  24 extern void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq);
  25
  26 /*
  27  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
  28  */
  29 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
  30
  31 /*
  32  * Increase resolution of nice-level calculations for 64-bit architectures.
  33  * The extra resolution improves shares distribution and load balancing of
  34  * low-weight task groups (eg. nice +19 on an autogroup), deeper taskgroup
  35  * hierarchies, especially on larger systems. This is not a user-visible change
  36  * and does not change the user-interface for setting shares/weights.
  37  *
  38  * We increase resolution only if we have enough bits to allow this increased
  39  * resolution (i.e. BITS_PER_LONG > 32). The costs for increasing resolution
  40  * when BITS_PER_LONG <= 32 are pretty high and the returns do not justify the
  41  * increased costs.
  42  */
  43 #if 0 /* BITS_PER_LONG > 32 -- currently broken: it increases power usage under light load  */
  44 # define SCHED_LOAD_RESOLUTION  10
  45 # define scale_load(w)          ((w) << SCHED_LOAD_RESOLUTION)
  46 # define scale_load_down(w)     ((w) >> SCHED_LOAD_RESOLUTION)
  47 #else
  48 # define SCHED_LOAD_RESOLUTION  0
  49 # define scale_load(w)          (w)
  50 # define scale_load_down(w)     (w)
  51 #endif
  52
  53 #define SCHED_LOAD_SHIFT        (10 + SCHED_LOAD_RESOLUTION)
  54 #define SCHED_LOAD_SCALE        (1L << SCHED_LOAD_SHIFT)
  55
  56 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
  57 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
  58
  59 /*
  60  * Single value that decides SCHED_DEADLINE internal math precision.
  61  * 10 -> just above 1us
  62  * 9  -> just above 0.5us
  63  */
  64 #define DL_SCALE (10)
  65
  66 /*
  67  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
  68  */
  69
  70 /*
  71  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
  72  */
  73 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
  74
  75 static inline int fair_policy(int policy)
  76 {
  77         return policy == SCHED_NORMAL || policy == SCHED_BATCH;
  78 }
  79
  80 static inline int rt_policy(int policy)
  81 {
  82         return policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR;
  83 }
  84
  85 static inline int dl_policy(int policy)
  86 {
  87         return policy == SCHED_DEADLINE;
  88 }
  89
  90 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
  91 {
  92         return rt_policy(p->policy);
  93 }
  94
  95 static inline int task_has_dl_policy(struct task_struct *p)
  96 {
  97         return dl_policy(p->policy);
  98 }
  99
 100 static inline bool dl_time_before(u64 a, u64 b)
 101 {
 102         return (s64)(a - b) < 0;
 103 }
 104
 105 /*
 106  * Tells if entity @a should preempt entity @b.
 107  */
 108 static inline bool
 109 dl_entity_preempt(struct sched_dl_entity *a, struct sched_dl_entity *b)
 110 {
 111         return dl_time_before(a->deadline, b->deadline);
 112 }
 113
 114 /*
 115  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
 116  */
 117 struct rt_prio_array {
 118         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
 119         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
 120 };
 121
 122 struct rt_bandwidth {
 123         /* nests inside the rq lock: */
 124         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
 125         ktime_t                 rt_period;
 126         u64                     rt_runtime;
 127         struct hrtimer          rt_period_timer;
 128 };
 129 /*
 130  * To keep the bandwidth of -deadline tasks and groups under control
 131  * we need some place where:
 132  *  - store the maximum -deadline bandwidth of the system (the group);
 133  *  - cache the fraction of that bandwidth that is currently allocated.
 134  *
 135  * This is all done in the data structure below. It is similar to the
 136  * one used for RT-throttling (rt_bandwidth), with the main difference
 137  * that, since here we are only interested in admission control, we
 138  * do not decrease any runtime while the group "executes", neither we
 139  * need a timer to replenish it.
 140  *
 141  * With respect to SMP, the bandwidth is given on a per-CPU basis,
 142  * meaning that:
 143  *  - dl_bw (< 100%) is the bandwidth of the system (group) on each CPU;
 144  *  - dl_total_bw array contains, in the i-eth element, the currently
 145  *    allocated bandwidth on the i-eth CPU.
 146  * Moreover, groups consume bandwidth on each CPU, while tasks only
 147  * consume bandwidth on the CPU they're running on.
 148  * Finally, dl_total_bw_cpu is used to cache the index of dl_total_bw
 149  * that will be shown the next time the proc or cgroup controls will
 150  * be red. It on its turn can be changed by writing on its own
 151  * control.
 152  */
 153 struct dl_bandwidth {
 154         raw_spinlock_t dl_runtime_lock;
 155         u64 dl_runtime;
 156         u64 dl_period;
 157 };
 158
 159 static inline int dl_bandwidth_enabled(void)
 160 {
 161         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
 162 }
 163
 164 extern struct dl_bw *dl_bw_of(int i);
 165
 166 struct dl_bw {
 167         raw_spinlock_t lock;
 168         u64 bw, total_bw;
 169 };
 170
 171 extern struct mutex sched_domains_mutex;
 172
 173 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
 174
 175 #include <linux/cgroup.h>
 176
 177 struct cfs_rq;
 178 struct rt_rq;
 179
 180 extern struct list_head task_groups;
 181
 182 struct cfs_bandwidth {
 183 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
 184         raw_spinlock_t lock;
 185         ktime_t period;
 186         u64 quota, runtime;
 187         s64 hierarchal_quota;
 188         u64 runtime_expires;
 189
 190         int idle, timer_active;
 191         struct hrtimer period_timer, slack_timer;
 192         struct list_head throttled_cfs_rq;
 193
 194         /* statistics */
 195         int nr_periods, nr_throttled;
 196         u64 throttled_time;
 197 #endif
 198 };
 199
 200 /* task group related information */
 201 struct task_group {
 202         struct cgroup_subsys_state css;
 203
 204 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 205         /* schedulable entities of this group on each cpu */
 206         struct sched_entity **se;
 207         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
 208         struct cfs_rq **cfs_rq;
 209         unsigned long shares;
 210
 211 #ifdef  CONFIG_SMP
 212         atomic_long_t load_avg;
 213         atomic_t runnable_avg;
 214 #endif
 215 #endif
 216
 217 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 218         struct sched_rt_entity **rt_se;
 219         struct rt_rq **rt_rq;
 220
 221         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
 222 #endif
 223
 224         struct rcu_head rcu;
 225         struct list_head list;
 226
 227         struct task_group *parent;
 228         struct list_head siblings;
 229         struct list_head children;
 230
 231 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
 232         struct autogroup *autogroup;
 233 #endif
 234
 235         struct cfs_bandwidth cfs_bandwidth;
 236 };
 237
 238 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 239 #define ROOT_TASK_GROUP_LOAD    NICE_0_LOAD
 240
 241 /*
 242  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
 243  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
 244  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
 245  * too large, so as the shares value of a task group.
 246  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
 247  *  limitation from this.)
 248  */
 249 #define MIN_SHARES      (1UL <<  1)
 250 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
 251 #endif
 252
 253 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
 254
 255 extern int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
 256                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data);
 257
 258 /*
 259  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
 260  * leaving it for the final time.
 261  *
 262  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
 263  */
 264 static inline int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
 265 {
 266         return walk_tg_tree_from(&root_task_group, down, up, data);
 267 }
 268
 269 extern int tg_nop(struct task_group *tg, void *data);
 270
 271 extern void free_fair_sched_group(struct task_group *tg);
 272 extern int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 273 extern void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu);
 274 extern void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
 275                         struct sched_entity *se, int cpu,
 276                         struct sched_entity *parent);
 277 extern void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 278 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
 279
 280 extern void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 281 extern void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b, bool force);
 282 extern void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
 283
 284 extern void free_rt_sched_group(struct task_group *tg);
 285 extern int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 286 extern void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
 287                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu,
 288                 struct sched_rt_entity *parent);
 289
 290 extern struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent);
 291 extern void sched_online_group(struct task_group *tg,
 292                                struct task_group *parent);
 293 extern void sched_destroy_group(struct task_group *tg);
 294 extern void sched_offline_group(struct task_group *tg);
 295
 296 extern void sched_move_task(struct task_struct *tsk);
 297
 298 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 299 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
 300 #endif
 301
 302 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 303
 304 struct cfs_bandwidth { };
 305
 306 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 307
 308 /* CFS-related fields in a runqueue */
 309 struct cfs_rq {
 310         struct load_weight load;
 311         unsigned int nr_running, h_nr_running;
 312
 313         u64 exec_clock;
 314         u64 min_vruntime;
 315 #ifndef CONFIG_64BIT
 316         u64 min_vruntime_copy;
 317 #endif
 318
 319         struct rb_root tasks_timeline;
 320         struct rb_node *rb_leftmost;
 321
 322         /*
 323          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
 324          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
 325          */
 326         struct sched_entity *curr, *next, *last, *skip;
 327
 328 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
 329         unsigned int nr_spread_over;
 330 #endif
 331
 332 #ifdef CONFIG_SMP
 333         /*
 334          * CFS Load tracking
 335          * Under CFS, load is tracked on a per-entity basis and aggregated up.
 336          * This allows for the description of both thread and group usage (in
 337          * the FAIR_GROUP_SCHED case).
 338          */
 339         unsigned long runnable_load_avg, blocked_load_avg;
 340         atomic64_t decay_counter;
 341         u64 last_decay;
 342         atomic_long_t removed_load;
 343
 344 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 345         /* Required to track per-cpu representation of a task_group */
 346         u32 tg_runnable_contrib;
 347         unsigned long tg_load_contrib;
 348
 349         /*
 350          *   h_load = weight * f(tg)
 351          *
 352          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
 353          * this group.
 354          */
 355         unsigned long h_load;
 356         u64 last_h_load_update;
 357         struct sched_entity *h_load_next;
 358 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 359 #endif /* CONFIG_SMP */
 360
 361 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 362         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
 363
 364         /*
 365          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
 366          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
 367          * (like users, containers etc.)
 368          *
 369          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
 370          * list is used during load balance.
 371          */
 372         int on_list;
 373         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
 374         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
 375
 376 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
 377         int runtime_enabled;
 378         u64 runtime_expires;
 379         s64 runtime_remaining;
 380
 381         u64 throttled_clock, throttled_clock_task;
 382         u64 throttled_clock_task_time;
 383         int throttled, throttle_count;
 384         struct list_head throttled_list;
 385 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
 386 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 387 };
 388
 389 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
 390 {
 391         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
 392 }
 393
 394 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
 395 struct rt_rq {
 396         struct rt_prio_array active;
 397         unsigned int rt_nr_running;
 398 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 399         struct {
 400                 int curr; /* highest queued rt task prio */
 401 #ifdef CONFIG_SMP
 402                 int next; /* next highest */
 403 #endif
 404         } highest_prio;
 405 #endif
 406 #ifdef CONFIG_SMP
 407         unsigned long rt_nr_migratory;
 408         unsigned long rt_nr_total;
 409         int overloaded;
 410         struct plist_head pushable_tasks;
 411 #endif
 412         int rt_queued;
 413
 414         int rt_throttled;
 415         u64 rt_time;
 416         u64 rt_runtime;
 417         /* Nests inside the rq lock: */
 418         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
 419
 420 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 421         unsigned long rt_nr_boosted;
 422
 423         struct rq *rq;
 424         struct task_group *tg;
 425 #endif
 426 };
 427
 428 /* Deadline class' related fields in a runqueue */
 429 struct dl_rq {
 430         /* runqueue is an rbtree, ordered by deadline */
 431         struct rb_root rb_root;
 432         struct rb_node *rb_leftmost;
 433
 434         unsigned long dl_nr_running;
 435
 436 #ifdef CONFIG_SMP
 437         /*
 438          * Deadline values of the currently executing and the
 439          * earliest ready task on this rq. Caching these facilitates
 440          * the decision wether or not a ready but not running task
 441          * should migrate somewhere else.
 442          */
 443         struct {
 444                 u64 curr;
 445                 u64 next;
 446         } earliest_dl;
 447
 448         unsigned long dl_nr_migratory;
 449         int overloaded;
 450
 451         /*
 452          * Tasks on this rq that can be pushed away. They are kept in
 453          * an rb-tree, ordered by tasks' deadlines, with caching
 454          * of the leftmost (earliest deadline) element.
 455          */
 456         struct rb_root pushable_dl_tasks_root;
 457         struct rb_node *pushable_dl_tasks_leftmost;
 458 #else
 459         struct dl_bw dl_bw;
 460 #endif
 461 };
 462
 463 #ifdef CONFIG_SMP
 464
 465 /*
 466  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
 467  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
 468  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
 469  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
 470  * object.
 471  *
 472  */
 473 struct root_domain {
 474         atomic_t refcount;
 475         atomic_t rto_count;
 476         struct rcu_head rcu;
 477         cpumask_var_t span;
 478         cpumask_var_t online;
 479
 480         /*
 481          * The bit corresponding to a CPU gets set here if such CPU has more
 482          * than one runnable -deadline task (as it is below for RT tasks).
 483          */
 484         cpumask_var_t dlo_mask;
 485         atomic_t dlo_count;
 486         struct dl_bw dl_bw;
 487         struct cpudl cpudl;
 488
 489         /*
 490          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
 491          * one runnable RT task.
 492          */
 493         cpumask_var_t rto_mask;
 494         struct cpupri cpupri;
 495 };
 496
 497 extern struct root_domain def_root_domain;
 498
 499 #endif /* CONFIG_SMP */
 500
 501 /*
 502  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
 503  *
 504  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
 505  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
 506  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
 507  */
 508 struct rq {
 509         /* runqueue lock: */
 510         raw_spinlock_t lock;
 511
 512         /*
 513          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
 514          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
 515          */
 516         unsigned int nr_running;
 517 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 518         unsigned int nr_numa_running;
 519         unsigned int nr_preferred_running;
 520 #endif
 521         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
 522         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
 523         unsigned long last_load_update_tick;
 524 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
 525         u64 nohz_stamp;
 526         unsigned long nohz_flags;
 527 #endif
 528 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
 529         unsigned long last_sched_tick;
 530 #endif
 531         int skip_clock_update;
 532
 533         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
 534         struct load_weight load;
 535         unsigned long nr_load_updates;
 536         u64 nr_switches;
 537
 538         struct cfs_rq cfs;
 539         struct rt_rq rt;
 540         struct dl_rq dl;
 541
 542 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 543         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
 544         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
 545
 546         struct sched_avg avg;
 547 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 548
 549         /*
 550          * This is part of a global counter where only the total sum
 551          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
 552          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
 553          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
 554          */
 555         unsigned long nr_uninterruptible;
 556
 557         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
 558         unsigned long next_balance;
 559         struct mm_struct *prev_mm;
 560
 561         u64 clock;
 562         u64 clock_task;
 563
 564         atomic_t nr_iowait;
 565
 566 #ifdef CONFIG_SMP
 567         struct root_domain *rd;
 568         struct sched_domain *sd;
 569
 570         unsigned long cpu_power;
 571
 572         unsigned char idle_balance;
 573         /* For active balancing */
 574         int post_schedule;
 575         int active_balance;
 576         int push_cpu;
 577         struct cpu_stop_work active_balance_work;
 578         /* cpu of this runqueue: */
 579         int cpu;
 580         int online;
 581
 582         struct list_head cfs_tasks;
 583
 584         u64 rt_avg;
 585         u64 age_stamp;
 586         u64 idle_stamp;
 587         u64 avg_idle;
 588
 589         /* This is used to determine avg_idle's max value */
 590         u64 max_idle_balance_cost;
 591 #endif
 592
 593 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
 594         u64 prev_irq_time;
 595 #endif
 596 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 597         u64 prev_steal_time;
 598 #endif
 599 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
 600         u64 prev_steal_time_rq;
 601 #endif
 602
 603         /* calc_load related fields */
 604         unsigned long calc_load_update;
 605         long calc_load_active;
 606
 607 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
 608 #ifdef CONFIG_SMP
 609         int hrtick_csd_pending;
 610         struct call_single_data hrtick_csd;
 611 #endif
 612         struct hrtimer hrtick_timer;
 613 #endif
 614
 615 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 616         /* latency stats */
 617         struct sched_info rq_sched_info;
 618         unsigned long long rq_cpu_time;
 619         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
 620
 621         /* sys_sched_yield() stats */
 622         unsigned int yld_count;
 623
 624         /* schedule() stats */
 625         unsigned int sched_count;
 626         unsigned int sched_goidle;
 627
 628         /* try_to_wake_up() stats */
 629         unsigned int ttwu_count;
 630         unsigned int ttwu_local;
 631 #endif
 632
 633 #ifdef CONFIG_SMP
 634         struct llist_head wake_list;
 635 #endif
 636 };
 637
 638 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
 639 {
 640 #ifdef CONFIG_SMP
 641         return rq->cpu;
 642 #else
 643         return 0;
 644 #endif
 645 }
 646
 647 DECLARE_PER_CPU(struct rq, runqueues);
 648
 649 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
 650 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
 651 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
 652 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
 653 #define raw_rq()                (&__raw_get_cpu_var(runqueues))
 654
 655 static inline u64 rq_clock(struct rq *rq)
 656 {
 657         return rq->clock;
 658 }
 659
 660 static inline u64 rq_clock_task(struct rq *rq)
 661 {
 662         return rq->clock_task;
 663 }
 664
 665 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 666 extern void sched_setnuma(struct task_struct *p, int node);
 667 extern int migrate_task_to(struct task_struct *p, int cpu);
 668 extern int migrate_swap(struct task_struct *, struct task_struct *);
 669 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
 670
 671 #ifdef CONFIG_SMP
 672
 673 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
 674         rcu_dereference_check((p), \
 675                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
 676
 677 /*
 678  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
 679  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
 680  *
 681  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
 682  * preempt-disabled sections.
 683  */
 684 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
 685         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
 686                         __sd; __sd = __sd->parent)
 687
 688 #define for_each_lower_domain(sd) for (; sd; sd = sd->child)
 689
 690 /**
 691  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
 692  * @cpu:        The cpu whose highest level of sched domain is to
 693  *              be returned.
 694  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
 695  *              for the given cpu.
 696  *
 697  * Returns the highest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
 698  */
 699 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
 700 {
 701         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
 702
 703         for_each_domain(cpu, sd) {
 704                 if (!(sd->flags & flag))
 705                         break;
 706                 hsd = sd;
 707         }
 708
 709         return hsd;
 710 }
 711
 712 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
 713 {
 714         struct sched_domain *sd;
 715
 716         for_each_domain(cpu, sd) {
 717                 if (sd->flags & flag)
 718                         break;
 719         }
 720
 721         return sd;
 722 }
 723
 724 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
 725 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
 726 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
 727 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
 728 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
 729 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
 730
 731 struct sched_group_power {
 732         atomic_t ref;
 733         /*
 734          * CPU power of this group, SCHED_LOAD_SCALE being max power for a
 735          * single CPU.
 736          */
 737         unsigned int power, power_orig;
 738         unsigned long next_update;
 739         int imbalance; /* XXX unrelated to power but shared group state */
 740         /*
 741          * Number of busy cpus in this group.
 742          */
 743         atomic_t nr_busy_cpus;
 744
 745         unsigned long cpumask[0]; /* iteration mask */
 746 };
 747
 748 struct sched_group {
 749         struct sched_group *next;       /* Must be a circular list */
 750         atomic_t ref;
 751
 752         unsigned int group_weight;
 753         struct sched_group_power *sgp;
 754
 755         /*
 756          * The CPUs this group covers.
 757          *
 758          * NOTE: this field is variable length. (Allocated dynamically
 759          * by attaching extra space to the end of the structure,
 760          * depending on how many CPUs the kernel has booted up with)
 761          */
 762         unsigned long cpumask[0];
 763 };
 764
 765 static inline struct cpumask *sched_group_cpus(struct sched_group *sg)
 766 {
 767         return to_cpumask(sg->cpumask);
 768 }
 769
 770 /*
 771  * cpumask masking which cpus in the group are allowed to iterate up the domain
 772  * tree.
 773  */
 774 static inline struct cpumask *sched_group_mask(struct sched_group *sg)
 775 {
 776         return to_cpumask(sg->sgp->cpumask);
 777 }
 778
 779 /**
 780  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
 781  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
 782  */
 783 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
 784 {
 785         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
 786 }
 787
 788 extern int group_balance_cpu(struct sched_group *sg);
 789
 790 #endif /* CONFIG_SMP */
 791
 792 #include "stats.h"
 793 #include "auto_group.h"
 794
 795 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
 796
 797 /*
 798  * Return the group to which this tasks belongs.
 799  *
 800  * We cannot use task_css() and friends because the cgroup subsystem
 801  * changes that value before the cgroup_subsys::attach() method is called,
 802  * therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
 803  *
 804  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
 805  * core changes this before calling sched_move_task().
 806  *
 807  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
 808  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
 809  */
 810 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 811 {
 812         return p->sched_task_group;
 813 }
 814
 815 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
 816 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 817 {
 818 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
 819         struct task_group *tg = task_group(p);
 820 #endif
 821
 822 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 823         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
 824         p->se.parent = tg->se[cpu];
 825 #endif
 826
 827 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 828         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
 829         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
 830 #endif
 831 }
 832
 833 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 834
 835 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
 836 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 837 {
 838         return NULL;
 839 }
 840
 841 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 842
 843 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 844 {
 845         set_task_rq(p, cpu);
 846 #ifdef CONFIG_SMP
 847         /*
 848          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
 849          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
 850          * per-task data have been completed by this moment.
 851          */
 852         smp_wmb();
 853         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
 854         p->wake_cpu = cpu;
 855 #endif
 856 }
 857
 858 /*
 859  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
 860  */
 861 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 862 # include <linux/static_key.h>
 863 # define const_debug __read_mostly
 864 #else
 865 # define const_debug const
 866 #endif
 867
 868 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
 869
 870 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
 871         __SCHED_FEAT_##name ,
 872
 873 enum {
 874 #include "features.h"
 875         __SCHED_FEAT_NR,
 876 };
 877
 878 #undef SCHED_FEAT
 879
 880 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
 881 static __always_inline bool static_branch__true(struct static_key *key)
 882 {
 883         return static_key_true(key); /* Not out of line branch. */
 884 }
 885
 886 static __always_inline bool static_branch__false(struct static_key *key)
 887 {
 888         return static_key_false(key); /* Out of line branch. */
 889 }
 890
 891 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
 892 static __always_inline bool static_branch_##name(struct static_key *key) \
 893 {                                                                       \
 894         return static_branch__##enabled(key);                           \
 895 }
 896
 897 #include "features.h"
 898
 899 #undef SCHED_FEAT
 900
 901 extern struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
 902 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
 903 #else /* !(SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL) */
 904 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
 905 #endif /* SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL */
 906
 907 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 908 #define sched_feat_numa(x) sched_feat(x)
 909 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 910 #define numabalancing_enabled sched_feat_numa(NUMA)
 911 #else
 912 extern bool numabalancing_enabled;
 913 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
 914 #else
 915 #define sched_feat_numa(x) (0)
 916 #define numabalancing_enabled (0)
 917 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
 918
 919 static inline u64 global_rt_period(void)
 920 {
 921         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
 922 }
 923
 924 static inline u64 global_rt_runtime(void)
 925 {
 926         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
 927                 return RUNTIME_INF;
 928
 929         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
 930 }
 931
 932 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 933 {
 934         return rq->curr == p;
 935 }
 936
 937 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 938 {
 939 #ifdef CONFIG_SMP
 940         return p->on_cpu;
 941 #else
 942         return task_current(rq, p);
 943 #endif
 944 }
 945
 946
 947 #ifndef prepare_arch_switch
 948 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
 949 #endif
 950 #ifndef finish_arch_switch
 951 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
 952 #endif
 953 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
 954 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
 955 #endif
 956
 957 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
 958 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
 959 {
 960 #ifdef CONFIG_SMP
 961         /*
 962          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
 963          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
 964          * here.
 965          */
 966         next->on_cpu = 1;
 967 #endif
 968 }
 969
 970 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 971 {
 972 #ifdef CONFIG_SMP
 973         /*
 974          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
 975          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
 976          * finished.
 977          */
 978         smp_wmb();
 979         prev->on_cpu = 0;
 980 #endif
 981 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
 982         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
 983         rq->lock.owner = current;
 984 #endif
 985         /*
 986          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
 987          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
 988          * prev into current:
 989          */
 990         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
 991
 992         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
 993 }
 994
 995 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
 996 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
 997 {
 998 #ifdef CONFIG_SMP
 999         /*
1000          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1001          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1002          * here.
1003          */
1004         next->on_cpu = 1;
1005 #endif
1006         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1007 }
1008
1009 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1010 {
1011 #ifdef CONFIG_SMP
1012         /*
1013          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1014          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1015          * finished.
1016          */
1017         smp_wmb();
1018         prev->on_cpu = 0;
1019 #endif
1020         local_irq_enable();
1021 }
1022 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
1023
1024 /*
1025  * wake flags
1026  */
1027 #define WF_SYNC         0x01            /* waker goes to sleep after wakeup */
1028 #define WF_FORK         0x02            /* child wakeup after fork */
1029 #define WF_MIGRATED     0x4             /* internal use, task got migrated */
1030
1031 /*
1032  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1033  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1034  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1035  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1036  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1037  * slice expiry etc.
1038  */
1039
1040 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1041 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1042
1043 /*
1044  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1045  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1046  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1047  * that remained on nice 0.
1048  *
1049  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1050  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1051  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1052  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1053  * the relative distance between them is ~25%.)
1054  */
1055 static const int prio_to_weight[40] = {
1056  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1057  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1058  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1059  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1060  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1061  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1062  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1063  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1064 };
1065
1066 /*
1067  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1068  *
1069  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1070  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1071  * into multiplications:
1072  */
1073 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1074  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1075  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1076  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1077  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1078  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1079  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1080  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1081  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1082 };
1083
1084 #define ENQUEUE_WAKEUP          1
1085 #define ENQUEUE_HEAD            2
1086 #ifdef CONFIG_SMP
1087 #define ENQUEUE_WAKING          4       /* sched_class::task_waking was called */
1088 #else
1089 #define ENQUEUE_WAKING          0
1090 #endif
1091 #define ENQUEUE_REPLENISH       8
1092
1093 #define DEQUEUE_SLEEP           1
1094
1095 #define RETRY_TASK              ((void *)-1UL)
1096
1097 struct sched_class {
1098         const struct sched_class *next;
1099
1100         void (*enqueue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1101         void (*dequeue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1102         void (*yield_task) (struct rq *rq);
1103         bool (*yield_to_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt);
1104
1105         void (*check_preempt_curr) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1106
1107         /*
1108          * It is the responsibility of the pick_next_task() method that will
1109          * return the next task to call put_prev_task() on the @prev task or
1110          * something equivalent.
1111          *
1112          * May return RETRY_TASK when it finds a higher prio class has runnable
1113          * tasks.
1114          */
1115         struct task_struct * (*pick_next_task) (struct rq *rq,
1116                                                 struct task_struct *prev);
1117         void (*put_prev_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p);
1118
1119 #ifdef CONFIG_SMP
1120         int  (*select_task_rq)(struct task_struct *p, int task_cpu, int sd_flag, int flags);
1121         void (*migrate_task_rq)(struct task_struct *p, int next_cpu);
1122
1123         void (*post_schedule) (struct rq *this_rq);
1124         void (*task_waking) (struct task_struct *task);
1125         void (*task_woken) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1126
1127         void (*set_cpus_allowed)(struct task_struct *p,
1128                                  const struct cpumask *newmask);
1129
1130         void (*rq_online)(struct rq *rq);
1131         void (*rq_offline)(struct rq *rq);
1132 #endif
1133
1134         void (*set_curr_task) (struct rq *rq);
1135         void (*task_tick) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued);
1136         void (*task_fork) (struct task_struct *p);
1137         void (*task_dead) (struct task_struct *p);
1138
1139         void (*switched_from) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1140         void (*switched_to) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1141         void (*prio_changed) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task,
1142                              int oldprio);
1143
1144         unsigned int (*get_rr_interval) (struct rq *rq,
1145                                          struct task_struct *task);
1146
1147 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1148         void (*task_move_group) (struct task_struct *p, int on_rq);
1149 #endif
1150 };
1151
1152 static inline void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1153 {
1154         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
1155 }
1156
1157 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1158 #define for_each_class(class) \
1159    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1160
1161 extern const struct sched_class stop_sched_class;
1162 extern const struct sched_class dl_sched_class;
1163 extern const struct sched_class rt_sched_class;
1164 extern const struct sched_class fair_sched_class;
1165 extern const struct sched_class idle_sched_class;
1166
1167
1168 #ifdef CONFIG_SMP
1169
1170 extern void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu);
1171
1172 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq);
1173
1174 extern void idle_enter_fair(struct rq *this_rq);
1175 extern void idle_exit_fair(struct rq *this_rq);
1176
1177 #else
1178
1179 static inline void idle_enter_fair(struct rq *rq) { }
1180 static inline void idle_exit_fair(struct rq *rq) { }
1181
1182 #endif
1183
1184 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
1185 extern void sched_init_granularity(void);
1186 extern void update_max_interval(void);
1187
1188 extern void init_sched_dl_class(void);
1189 extern void init_sched_rt_class(void);
1190 extern void init_sched_fair_class(void);
1191 extern void init_sched_dl_class(void);
1192
1193 extern void resched_task(struct task_struct *p);
1194 extern void resched_cpu(int cpu);
1195
1196 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
1197 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
1198
1199 extern struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
1200 extern void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime);
1201 extern void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1202
1203 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime);
1204
1205 extern void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq);
1206
1207 extern void init_task_runnable_average(struct task_struct *p);
1208
1209 static inline void add_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1210 {
1211         unsigned prev_nr = rq->nr_running;
1212
1213         rq->nr_running = prev_nr + count;
1214
1215 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1216         if (prev_nr < 2 && rq->nr_running >= 2) {
1217                 if (tick_nohz_full_cpu(rq->cpu)) {
1218                         /* Order rq->nr_running write against the IPI */
1219                         smp_wmb();
1220                         smp_send_reschedule(rq->cpu);
1221                 }
1222        }
1223 #endif
1224 }
1225
1226 static inline void sub_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1227 {
1228         rq->nr_running -= count;
1229 }
1230
1231 static inline void rq_last_tick_reset(struct rq *rq)
1232 {
1233 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1234         rq->last_sched_tick = jiffies;
1235 #endif
1236 }
1237
1238 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
1239
1240 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1241 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1242
1243 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1244
1245 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg;
1246 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
1247 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
1248
1249 static inline u64 sched_avg_period(void)
1250 {
1251         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1252 }
1253
1254 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1255
1256 /*
1257  * Use hrtick when:
1258  *  - enabled by features
1259  *  - hrtimer is actually high res
1260  */
1261 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1262 {
1263         if (!sched_feat(HRTICK))
1264                 return 0;
1265         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1266                 return 0;
1267         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1268 }
1269
1270 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
1271
1272 #else
1273
1274 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1275 {
1276         return 0;
1277 }
1278
1279 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1280
1281 #ifdef CONFIG_SMP
1282 extern void sched_avg_update(struct rq *rq);
1283 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1284 {
1285         rq->rt_avg += rt_delta;
1286         sched_avg_update(rq);
1287 }
1288 #else
1289 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta) { }
1290 static inline void sched_avg_update(struct rq *rq) { }
1291 #endif
1292
1293 extern void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period);
1294
1295 #ifdef CONFIG_SMP
1296 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1297
1298 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1299
1300 /*
1301  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1302  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1303  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1304  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1305  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1306  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1307  */
1308 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1309         __releases(this_rq->lock)
1310         __acquires(busiest->lock)
1311         __acquires(this_rq->lock)
1312 {
1313         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1314         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1315
1316         return 1;
1317 }
1318
1319 #else
1320 /*
1321  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1322  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1323  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1324  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1325  * regardless of entry order into the function.
1326  */
1327 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1328         __releases(this_rq->lock)
1329         __acquires(busiest->lock)
1330         __acquires(this_rq->lock)
1331 {
1332         int ret = 0;
1333
1334         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1335                 if (busiest < this_rq) {
1336                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1337                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1338                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1339                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1340                         ret = 1;
1341                 } else
1342                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1343                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1344         }
1345         return ret;
1346 }
1347
1348 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1349
1350 /*
1351  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1352  */
1353 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1354 {
1355         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1356                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1357                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1358                 BUG_ON(1);
1359         }
1360
1361         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1362 }
1363
1364 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1365         __releases(busiest->lock)
1366 {
1367         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1368         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1369 }
1370
1371 static inline void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1372 {
1373         if (l1 > l2)
1374                 swap(l1, l2);
1375
1376         spin_lock(l1);
1377         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1378 }
1379
1380 static inline void double_lock_irq(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1381 {
1382         if (l1 > l2)
1383                 swap(l1, l2);
1384
1385         spin_lock_irq(l1);
1386         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1387 }
1388
1389 static inline void double_raw_lock(raw_spinlock_t *l1, raw_spinlock_t *l2)
1390 {
1391         if (l1 > l2)
1392                 swap(l1, l2);
1393
1394         raw_spin_lock(l1);
1395         raw_spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1396 }
1397
1398 /*
1399  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1400  *
1401  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1402  * you need to do so manually before calling.
1403  */
1404 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1405         __acquires(rq1->lock)
1406         __acquires(rq2->lock)
1407 {
1408         BUG_ON(!irqs_disabled());
1409         if (rq1 == rq2) {
1410                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1411                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1412         } else {
1413                 if (rq1 < rq2) {
1414                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1415                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1416                 } else {
1417                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1418                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1419                 }
1420         }
1421 }
1422
1423 /*
1424  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1425  *
1426  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1427  * you need to do so manually after calling.
1428  */
1429 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1430         __releases(rq1->lock)
1431         __releases(rq2->lock)
1432 {
1433         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1434         if (rq1 != rq2)
1435                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1436         else
1437                 __release(rq2->lock);
1438 }
1439
1440 #else /* CONFIG_SMP */
1441
1442 /*
1443  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1444  *
1445  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1446  * you need to do so manually before calling.
1447  */
1448 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1449         __acquires(rq1->lock)
1450         __acquires(rq2->lock)
1451 {
1452         BUG_ON(!irqs_disabled());
1453         BUG_ON(rq1 != rq2);
1454         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1455         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1456 }
1457
1458 /*
1459  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1460  *
1461  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1462  * you need to do so manually after calling.
1463  */
1464 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1465         __releases(rq1->lock)
1466         __releases(rq2->lock)
1467 {
1468         BUG_ON(rq1 != rq2);
1469         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1470         __release(rq2->lock);
1471 }
1472
1473 #endif
1474
1475 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1476 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1477 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1478 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1479
1480 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
1481 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq, struct rq *rq);
1482 extern void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq, struct rq *rq);
1483
1484 extern void cfs_bandwidth_usage_inc(void);
1485 extern void cfs_bandwidth_usage_dec(void);
1486
1487 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1488 enum rq_nohz_flag_bits {
1489         NOHZ_TICK_STOPPED,
1490         NOHZ_BALANCE_KICK,
1491 };
1492
1493 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
1494 #endif
1495
1496 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1497
1498 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1499 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1500
1501 #ifndef CONFIG_64BIT
1502 DECLARE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
1503
1504 static inline void irq_time_write_begin(void)
1505 {
1506         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1507         smp_wmb();
1508 }
1509
1510 static inline void irq_time_write_end(void)
1511 {
1512         smp_wmb();
1513         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1514 }
1515
1516 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1517 {
1518         u64 irq_time;
1519         unsigned seq;
1520
1521         do {
1522                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
1523                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
1524                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1525         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
1526
1527         return irq_time;
1528 }
1529 #else /* CONFIG_64BIT */
1530 static inline void irq_time_write_begin(void)
1531 {
1532 }
1533
1534 static inline void irq_time_write_end(void)
1535 {
1536 }
1537
1538 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1539 {
1540         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1541 }
1542 #endif /* CONFIG_64BIT */
1543 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */