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