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         atomic_t runnable_avg;
 249 #endif
 250 #endif
 251
 252 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 253         struct sched_rt_entity **rt_se;
 254         struct rt_rq **rt_rq;
 255
 256         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
 257 #endif
 258
 259         struct rcu_head rcu;
 260         struct list_head list;
 261
 262         struct task_group *parent;
 263         struct list_head siblings;
 264         struct list_head children;
 265
 266 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
 267         struct autogroup *autogroup;
 268 #endif
 269
 270         struct cfs_bandwidth cfs_bandwidth;
 271 };
 272
 273 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 274 #define ROOT_TASK_GROUP_LOAD    NICE_0_LOAD
 275
 276 /*
 277  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
 278  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
 279  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
 280  * too large, so as the shares value of a task group.
 281  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
 282  *  limitation from this.)
 283  */
 284 #define MIN_SHARES      (1UL <<  1)
 285 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
 286 #endif
 287
 288 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
 289
 290 extern int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
 291                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data);
 292
 293 /*
 294  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
 295  * leaving it for the final time.
 296  *
 297  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
 298  */
 299 static inline int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
 300 {
 301         return walk_tg_tree_from(&root_task_group, down, up, data);
 302 }
 303
 304 extern int tg_nop(struct task_group *tg, void *data);
 305
 306 extern void free_fair_sched_group(struct task_group *tg);
 307 extern int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 308 extern void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu);
 309 extern void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
 310                         struct sched_entity *se, int cpu,
 311                         struct sched_entity *parent);
 312 extern void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 313 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
 314
 315 extern void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 316 extern void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 317 extern void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
 318
 319 extern void free_rt_sched_group(struct task_group *tg);
 320 extern int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 321 extern void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
 322                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu,
 323                 struct sched_rt_entity *parent);
 324
 325 extern struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent);
 326 extern void sched_online_group(struct task_group *tg,
 327                                struct task_group *parent);
 328 extern void sched_destroy_group(struct task_group *tg);
 329 extern void sched_offline_group(struct task_group *tg);
 330
 331 extern void sched_move_task(struct task_struct *tsk);
 332
 333 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 334 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
 335 #endif
 336
 337 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 338
 339 struct cfs_bandwidth { };
 340
 341 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 342
 343 /* CFS-related fields in a runqueue */
 344 struct cfs_rq {
 345         struct load_weight load;
 346         unsigned int nr_running, h_nr_running;
 347
 348         u64 exec_clock;
 349         u64 min_vruntime;
 350 #ifndef CONFIG_64BIT
 351         u64 min_vruntime_copy;
 352 #endif
 353
 354         struct rb_root tasks_timeline;
 355         struct rb_node *rb_leftmost;
 356
 357         /*
 358          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
 359          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
 360          */
 361         struct sched_entity *curr, *next, *last, *skip;
 362
 363 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
 364         unsigned int nr_spread_over;
 365 #endif
 366
 367 #ifdef CONFIG_SMP
 368         /*
 369          * CFS Load tracking
 370          * Under CFS, load is tracked on a per-entity basis and aggregated up.
 371          * This allows for the description of both thread and group usage (in
 372          * the FAIR_GROUP_SCHED case).
 373          * runnable_load_avg is the sum of the load_avg_contrib of the
 374          * sched_entities on the rq.
 375          * blocked_load_avg is similar to runnable_load_avg except that its
 376          * the blocked sched_entities on the rq.
 377          * utilization_load_avg is the sum of the average running time of the
 378          * sched_entities on the rq.
 379          */
 380         unsigned long runnable_load_avg, blocked_load_avg, utilization_load_avg;
 381         atomic64_t decay_counter;
 382         u64 last_decay;
 383         atomic_long_t removed_load;
 384
 385 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 386         /* Required to track per-cpu representation of a task_group */
 387         u32 tg_runnable_contrib;
 388         unsigned long tg_load_contrib;
 389
 390         /*
 391          *   h_load = weight * f(tg)
 392          *
 393          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
 394          * this group.
 395          */
 396         unsigned long h_load;
 397         u64 last_h_load_update;
 398         struct sched_entity *h_load_next;
 399 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 400 #endif /* CONFIG_SMP */
 401
 402 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 403         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
 404
 405         /*
 406          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
 407          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
 408          * (like users, containers etc.)
 409          *
 410          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
 411          * list is used during load balance.
 412          */
 413         int on_list;
 414         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
 415         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
 416
 417 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
 418         int runtime_enabled;
 419         u64 runtime_expires;
 420         s64 runtime_remaining;
 421
 422         u64 throttled_clock, throttled_clock_task;
 423         u64 throttled_clock_task_time;
 424         int throttled, throttle_count;
 425         struct list_head throttled_list;
 426 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
 427 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 428 };
 429
 430 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
 431 {
 432         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
 433 }
 434
 435 /* RT IPI pull logic requires IRQ_WORK */
 436 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 437 # define HAVE_RT_PUSH_IPI
 438 #endif
 439
 440 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
 441 struct rt_rq {
 442         struct rt_prio_array active;
 443         unsigned int rt_nr_running;
 444 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 445         struct {
 446                 int curr; /* highest queued rt task prio */
 447 #ifdef CONFIG_SMP
 448                 int next; /* next highest */
 449 #endif
 450         } highest_prio;
 451 #endif
 452 #ifdef CONFIG_SMP
 453         unsigned long rt_nr_migratory;
 454         unsigned long rt_nr_total;
 455         int overloaded;
 456         struct plist_head pushable_tasks;
 457 #ifdef HAVE_RT_PUSH_IPI
 458         int push_flags;
 459         int push_cpu;
 460         struct irq_work push_work;
 461         raw_spinlock_t push_lock;
 462 #endif
 463 #endif /* CONFIG_SMP */
 464         int rt_queued;
 465
 466         int rt_throttled;
 467         u64 rt_time;
 468         u64 rt_runtime;
 469         /* Nests inside the rq lock: */
 470         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
 471
 472 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 473         unsigned long rt_nr_boosted;
 474
 475         struct rq *rq;
 476         struct task_group *tg;
 477 #endif
 478 };
 479
 480 /* Deadline class' related fields in a runqueue */
 481 struct dl_rq {
 482         /* runqueue is an rbtree, ordered by deadline */
 483         struct rb_root rb_root;
 484         struct rb_node *rb_leftmost;
 485
 486         unsigned long dl_nr_running;
 487
 488 #ifdef CONFIG_SMP
 489         /*
 490          * Deadline values of the currently executing and the
 491          * earliest ready task on this rq. Caching these facilitates
 492          * the decision wether or not a ready but not running task
 493          * should migrate somewhere else.
 494          */
 495         struct {
 496                 u64 curr;
 497                 u64 next;
 498         } earliest_dl;
 499
 500         unsigned long dl_nr_migratory;
 501         int overloaded;
 502
 503         /*
 504          * Tasks on this rq that can be pushed away. They are kept in
 505          * an rb-tree, ordered by tasks' deadlines, with caching
 506          * of the leftmost (earliest deadline) element.
 507          */
 508         struct rb_root pushable_dl_tasks_root;
 509         struct rb_node *pushable_dl_tasks_leftmost;
 510 #else
 511         struct dl_bw dl_bw;
 512 #endif
 513 };
 514
 515 #ifdef CONFIG_SMP
 516
 517 /*
 518  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
 519  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
 520  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
 521  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
 522  * object.
 523  *
 524  */
 525 struct root_domain {
 526         atomic_t refcount;
 527         atomic_t rto_count;
 528         struct rcu_head rcu;
 529         cpumask_var_t span;
 530         cpumask_var_t online;
 531
 532         /* Indicate more than one runnable task for any CPU */
 533         bool overload;
 534
 535         /*
 536          * The bit corresponding to a CPU gets set here if such CPU has more
 537          * than one runnable -deadline task (as it is below for RT tasks).
 538          */
 539         cpumask_var_t dlo_mask;
 540         atomic_t dlo_count;
 541         struct dl_bw dl_bw;
 542         struct cpudl cpudl;
 543
 544         /*
 545          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
 546          * one runnable RT task.
 547          */
 548         cpumask_var_t rto_mask;
 549         struct cpupri cpupri;
 550 };
 551
 552 extern struct root_domain def_root_domain;
 553
 554 #endif /* CONFIG_SMP */
 555
 556 /*
 557  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
 558  *
 559  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
 560  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
 561  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
 562  */
 563 struct rq {
 564         /* runqueue lock: */
 565         raw_spinlock_t lock;
 566
 567         /*
 568          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
 569          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
 570          */
 571         unsigned int nr_running;
 572 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 573         unsigned int nr_numa_running;
 574         unsigned int nr_preferred_running;
 575 #endif
 576         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
 577         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
 578         unsigned long last_load_update_tick;
 579 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
 580         u64 nohz_stamp;
 581         unsigned long nohz_flags;
 582 #endif
 583 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
 584         unsigned long last_sched_tick;
 585 #endif
 586         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
 587         struct load_weight load;
 588         unsigned long nr_load_updates;
 589         u64 nr_switches;
 590
 591         struct cfs_rq cfs;
 592         struct rt_rq rt;
 593         struct dl_rq dl;
 594
 595 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 596         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
 597         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
 598
 599         struct sched_avg avg;
 600 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 601
 602         /*
 603          * This is part of a global counter where only the total sum
 604          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
 605          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
 606          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
 607          */
 608         unsigned long nr_uninterruptible;
 609
 610         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
 611         unsigned long next_balance;
 612         struct mm_struct *prev_mm;
 613
 614         unsigned int clock_skip_update;
 615         u64 clock;
 616         u64 clock_task;
 617
 618         atomic_t nr_iowait;
 619
 620 #ifdef CONFIG_SMP
 621         struct root_domain *rd;
 622         struct sched_domain *sd;
 623
 624         unsigned long cpu_capacity;
 625         unsigned long cpu_capacity_orig;
 626
 627         unsigned char idle_balance;
 628         /* For active balancing */
 629         int post_schedule;
 630         int active_balance;
 631         int push_cpu;
 632         struct cpu_stop_work active_balance_work;
 633         /* cpu of this runqueue: */
 634         int cpu;
 635         int online;
 636
 637         struct list_head cfs_tasks;
 638
 639         u64 rt_avg;
 640         u64 age_stamp;
 641         u64 idle_stamp;
 642         u64 avg_idle;
 643
 644         /* This is used to determine avg_idle's max value */
 645         u64 max_idle_balance_cost;
 646 #endif
 647
 648 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
 649         u64 prev_irq_time;
 650 #endif
 651 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 652         u64 prev_steal_time;
 653 #endif
 654 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
 655         u64 prev_steal_time_rq;
 656 #endif
 657
 658         /* calc_load related fields */
 659         unsigned long calc_load_update;
 660         long calc_load_active;
 661
 662 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
 663 #ifdef CONFIG_SMP
 664         int hrtick_csd_pending;
 665         struct call_single_data hrtick_csd;
 666 #endif
 667         struct hrtimer hrtick_timer;
 668 #endif
 669
 670 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 671         /* latency stats */
 672         struct sched_info rq_sched_info;
 673         unsigned long long rq_cpu_time;
 674         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
 675
 676         /* sys_sched_yield() stats */
 677         unsigned int yld_count;
 678
 679         /* schedule() stats */
 680         unsigned int sched_count;
 681         unsigned int sched_goidle;
 682
 683         /* try_to_wake_up() stats */
 684         unsigned int ttwu_count;
 685         unsigned int ttwu_local;
 686 #endif
 687
 688 #ifdef CONFIG_SMP
 689         struct llist_head wake_list;
 690 #endif
 691
 692 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
 693         /* Must be inspected within a rcu lock section */
 694         struct cpuidle_state *idle_state;
 695 #endif
 696 };
 697
 698 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
 699 {
 700 #ifdef CONFIG_SMP
 701         return rq->cpu;
 702 #else
 703         return 0;
 704 #endif
 705 }
 706
 707 DECLARE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
 708
 709 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
 710 #define this_rq()               this_cpu_ptr(&runqueues)
 711 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
 712 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
 713 #define raw_rq()                raw_cpu_ptr(&runqueues)
 714
 715 static inline u64 __rq_clock_broken(struct rq *rq)
 716 {
 717         return READ_ONCE(rq->clock);
 718 }
 719
 720 static inline u64 rq_clock(struct rq *rq)
 721 {
 722         lockdep_assert_held(&rq->lock);
 723         return rq->clock;
 724 }
 725
 726 static inline u64 rq_clock_task(struct rq *rq)
 727 {
 728         lockdep_assert_held(&rq->lock);
 729         return rq->clock_task;
 730 }
 731
 732 #define RQCF_REQ_SKIP   0x01
 733 #define RQCF_ACT_SKIP   0x02
 734
 735 static inline void rq_clock_skip_update(struct rq *rq, bool skip)
 736 {
 737         lockdep_assert_held(&rq->lock);
 738         if (skip)
 739                 rq->clock_skip_update |= RQCF_REQ_SKIP;
 740         else
 741                 rq->clock_skip_update &= ~RQCF_REQ_SKIP;
 742 }
 743
 744 #ifdef CONFIG_NUMA
 745 enum numa_topology_type {
 746         NUMA_DIRECT,
 747         NUMA_GLUELESS_MESH,
 748         NUMA_BACKPLANE,
 749 };
 750 extern enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
 751 extern int sched_max_numa_distance;
 752 extern bool find_numa_distance(int distance);
 753 #endif
 754
 755 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 756 /* The regions in numa_faults array from task_struct */
 757 enum numa_faults_stats {
 758         NUMA_MEM = 0,
 759         NUMA_CPU,
 760         NUMA_MEMBUF,
 761         NUMA_CPUBUF
 762 };
 763 extern void sched_setnuma(struct task_struct *p, int node);
 764 extern int migrate_task_to(struct task_struct *p, int cpu);
 765 extern int migrate_swap(struct task_struct *, struct task_struct *);
 766 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
 767
 768 #ifdef CONFIG_SMP
 769
 770 extern void sched_ttwu_pending(void);
 771
 772 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
 773         rcu_dereference_check((p), \
 774                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
 775
 776 /*
 777  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
 778  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
 779  *
 780  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
 781  * preempt-disabled sections.
 782  */
 783 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
 784         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
 785                         __sd; __sd = __sd->parent)
 786
 787 #define for_each_lower_domain(sd) for (; sd; sd = sd->child)
 788
 789 /**
 790  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
 791  * @cpu:        The cpu whose highest level of sched domain is to
 792  *              be returned.
 793  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
 794  *              for the given cpu.
 795  *
 796  * Returns the highest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
 797  */
 798 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
 799 {
 800         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
 801
 802         for_each_domain(cpu, sd) {
 803                 if (!(sd->flags & flag))
 804                         break;
 805                 hsd = sd;
 806         }
 807
 808         return hsd;
 809 }
 810
 811 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
 812 {
 813         struct sched_domain *sd;
 814
 815         for_each_domain(cpu, sd) {
 816                 if (sd->flags & flag)
 817                         break;
 818         }
 819
 820         return sd;
 821 }
 822
 823 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
 824 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
 825 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
 826 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
 827 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
 828 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
 829
 830 struct sched_group_capacity {
 831         atomic_t ref;
 832         /*
 833          * CPU capacity of this group, SCHED_LOAD_SCALE being max capacity
 834          * for a single CPU.
 835          */
 836         unsigned int capacity;
 837         unsigned long next_update;
 838         int imbalance; /* XXX unrelated to capacity but shared group state */
 839         /*
 840          * Number of busy cpus in this group.
 841          */
 842         atomic_t nr_busy_cpus;
 843
 844         unsigned long cpumask[0]; /* iteration mask */
 845 };
 846
 847 struct sched_group {
 848         struct sched_group *next;       /* Must be a circular list */
 849         atomic_t ref;
 850
 851         unsigned int group_weight;
 852         struct sched_group_capacity *sgc;
 853
 854         /*
 855          * The CPUs this group covers.
 856          *
 857          * NOTE: this field is variable length. (Allocated dynamically
 858          * by attaching extra space to the end of the structure,
 859          * depending on how many CPUs the kernel has booted up with)
 860          */
 861         unsigned long cpumask[0];
 862 };
 863
 864 static inline struct cpumask *sched_group_cpus(struct sched_group *sg)
 865 {
 866         return to_cpumask(sg->cpumask);
 867 }
 868
 869 /*
 870  * cpumask masking which cpus in the group are allowed to iterate up the domain
 871  * tree.
 872  */
 873 static inline struct cpumask *sched_group_mask(struct sched_group *sg)
 874 {
 875         return to_cpumask(sg->sgc->cpumask);
 876 }
 877
 878 /**
 879  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
 880  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
 881  */
 882 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
 883 {
 884         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
 885 }
 886
 887 extern int group_balance_cpu(struct sched_group *sg);
 888
 889 #else
 890
 891 static inline void sched_ttwu_pending(void) { }
 892
 893 #endif /* CONFIG_SMP */
 894
 895 #include "stats.h"
 896 #include "auto_group.h"
 897
 898 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
 899
 900 /*
 901  * Return the group to which this tasks belongs.
 902  *
 903  * We cannot use task_css() and friends because the cgroup subsystem
 904  * changes that value before the cgroup_subsys::attach() method is called,
 905  * therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
 906  *
 907  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
 908  * core changes this before calling sched_move_task().
 909  *
 910  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
 911  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
 912  */
 913 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 914 {
 915         return p->sched_task_group;
 916 }
 917
 918 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
 919 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 920 {
 921 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
 922         struct task_group *tg = task_group(p);
 923 #endif
 924
 925 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 926         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
 927         p->se.parent = tg->se[cpu];
 928 #endif
 929
 930 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 931         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
 932         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
 933 #endif
 934 }
 935
 936 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 937
 938 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
 939 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 940 {
 941         return NULL;
 942 }
 943
 944 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 945
 946 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 947 {
 948         set_task_rq(p, cpu);
 949 #ifdef CONFIG_SMP
 950         /*
 951          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
 952          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
 953          * per-task data have been completed by this moment.
 954          */
 955         smp_wmb();
 956         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
 957         p->wake_cpu = cpu;
 958 #endif
 959 }
 960
 961 /*
 962  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
 963  */
 964 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 965 # include <linux/static_key.h>
 966 # define const_debug __read_mostly
 967 #else
 968 # define const_debug const
 969 #endif
 970
 971 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
 972
 973 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
 974         __SCHED_FEAT_##name ,
 975
 976 enum {
 977 #include "features.h"
 978         __SCHED_FEAT_NR,
 979 };
 980
 981 #undef SCHED_FEAT
 982
 983 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
 984 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
 985 static __always_inline bool static_branch_##name(struct static_key *key) \
 986 {                                                                       \
 987         return static_key_##enabled(key);                               \
 988 }
 989
 990 #include "features.h"
 991
 992 #undef SCHED_FEAT
 993
 994 extern struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
 995 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
 996 #else /* !(SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL) */
 997 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
 998 #endif /* SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL */
 999
1000 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1001 #define sched_feat_numa(x) sched_feat(x)
1002 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1003 #define numabalancing_enabled sched_feat_numa(NUMA)
1004 #else
1005 extern bool numabalancing_enabled;
1006 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1007 #else
1008 #define sched_feat_numa(x) (0)
1009 #define numabalancing_enabled (0)
1010 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1011
1012 static inline u64 global_rt_period(void)
1013 {
1014         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
1015 }
1016
1017 static inline u64 global_rt_runtime(void)
1018 {
1019         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
1020                 return RUNTIME_INF;
1021
1022         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
1023 }
1024
1025 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1026 {
1027         return rq->curr == p;
1028 }
1029
1030 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1031 {
1032 #ifdef CONFIG_SMP
1033         return p->on_cpu;
1034 #else
1035         return task_current(rq, p);
1036 #endif
1037 }
1038
1039 static inline int task_on_rq_queued(struct task_struct *p)
1040 {
1041         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_QUEUED;
1042 }
1043
1044 static inline int task_on_rq_migrating(struct task_struct *p)
1045 {
1046         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1047 }
1048
1049 #ifndef prepare_arch_switch
1050 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
1051 #endif
1052 #ifndef finish_arch_switch
1053 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
1054 #endif
1055 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
1056 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
1057 #endif
1058
1059 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1060 {
1061 #ifdef CONFIG_SMP
1062         /*
1063          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1064          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1065          * here.
1066          */
1067         next->on_cpu = 1;
1068 #endif
1069 }
1070
1071 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1072 {
1073 #ifdef CONFIG_SMP
1074         /*
1075          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1076          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1077          * finished.
1078          */
1079         smp_wmb();
1080         prev->on_cpu = 0;
1081 #endif
1082 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
1083         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
1084         rq->lock.owner = current;
1085 #endif
1086         /*
1087          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
1088          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
1089          * prev into current:
1090          */
1091         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
1092
1093         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1094 }
1095
1096 /*
1097  * wake flags
1098  */
1099 #define WF_SYNC         0x01            /* waker goes to sleep after wakeup */
1100 #define WF_FORK         0x02            /* child wakeup after fork */
1101 #define WF_MIGRATED     0x4             /* internal use, task got migrated */
1102
1103 /*
1104  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1105  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1106  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1107  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1108  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1109  * slice expiry etc.
1110  */
1111
1112 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1113 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1114
1115 /*
1116  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1117  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1118  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1119  * that remained on nice 0.
1120  *
1121  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1122  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1123  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1124  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1125  * the relative distance between them is ~25%.)
1126  */
1127 static const int prio_to_weight[40] = {
1128  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1129  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1130  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1131  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1132  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1133  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1134  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1135  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1136 };
1137
1138 /*
1139  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1140  *
1141  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1142  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1143  * into multiplications:
1144  */
1145 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1146  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1147  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1148  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1149  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1150  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1151  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1152  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1153  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1154 };
1155
1156 #define ENQUEUE_WAKEUP          1
1157 #define ENQUEUE_HEAD            2
1158 #ifdef CONFIG_SMP
1159 #define ENQUEUE_WAKING          4       /* sched_class::task_waking was called */
1160 #else
1161 #define ENQUEUE_WAKING          0
1162 #endif
1163 #define ENQUEUE_REPLENISH       8
1164
1165 #define DEQUEUE_SLEEP           1
1166
1167 #define RETRY_TASK              ((void *)-1UL)
1168
1169 struct sched_class {
1170         const struct sched_class *next;
1171
1172         void (*enqueue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1173         void (*dequeue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1174         void (*yield_task) (struct rq *rq);
1175         bool (*yield_to_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt);
1176
1177         void (*check_preempt_curr) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1178
1179         /*
1180          * It is the responsibility of the pick_next_task() method that will
1181          * return the next task to call put_prev_task() on the @prev task or
1182          * something equivalent.
1183          *
1184          * May return RETRY_TASK when it finds a higher prio class has runnable
1185          * tasks.
1186          */
1187         struct task_struct * (*pick_next_task) (struct rq *rq,
1188                                                 struct task_struct *prev);
1189         void (*put_prev_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p);
1190
1191 #ifdef CONFIG_SMP
1192         int  (*select_task_rq)(struct task_struct *p, int task_cpu, int sd_flag, int flags);
1193         void (*migrate_task_rq)(struct task_struct *p, int next_cpu);
1194
1195         void (*post_schedule) (struct rq *this_rq);
1196         void (*task_waking) (struct task_struct *task);
1197         void (*task_woken) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1198
1199         void (*set_cpus_allowed)(struct task_struct *p,
1200                                  const struct cpumask *newmask);
1201
1202         void (*rq_online)(struct rq *rq);
1203         void (*rq_offline)(struct rq *rq);
1204 #endif
1205
1206         void (*set_curr_task) (struct rq *rq);
1207         void (*task_tick) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued);
1208         void (*task_fork) (struct task_struct *p);
1209         void (*task_dead) (struct task_struct *p);
1210
1211         /*
1212          * The switched_from() call is allowed to drop rq->lock, therefore we
1213          * cannot assume the switched_from/switched_to pair is serliazed by
1214          * rq->lock. They are however serialized by p->pi_lock.
1215          */
1216         void (*switched_from) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1217         void (*switched_to) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1218         void (*prio_changed) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task,
1219                              int oldprio);
1220
1221         unsigned int (*get_rr_interval) (struct rq *rq,
1222                                          struct task_struct *task);
1223
1224         void (*update_curr) (struct rq *rq);
1225
1226 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1227         void (*task_move_group) (struct task_struct *p, int on_rq);
1228 #endif
1229 };
1230
1231 static inline void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1232 {
1233         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
1234 }
1235
1236 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1237 #define for_each_class(class) \
1238    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1239
1240 extern const struct sched_class stop_sched_class;
1241 extern const struct sched_class dl_sched_class;
1242 extern const struct sched_class rt_sched_class;
1243 extern const struct sched_class fair_sched_class;
1244 extern const struct sched_class idle_sched_class;
1245
1246
1247 #ifdef CONFIG_SMP
1248
1249 extern void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu);
1250
1251 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq);
1252
1253 extern void idle_enter_fair(struct rq *this_rq);
1254 extern void idle_exit_fair(struct rq *this_rq);
1255
1256 #else
1257
1258 static inline void idle_enter_fair(struct rq *rq) { }
1259 static inline void idle_exit_fair(struct rq *rq) { }
1260
1261 #endif
1262
1263 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
1264 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1265                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1266 {
1267         rq->idle_state = idle_state;
1268 }
1269
1270 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1271 {
1272         WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1273         return rq->idle_state;
1274 }
1275 #else
1276 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1277                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1278 {
1279 }
1280
1281 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1282 {
1283         return NULL;
1284 }
1285 #endif
1286
1287 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
1288 extern void sched_init_granularity(void);
1289 extern void update_max_interval(void);
1290
1291 extern void init_sched_dl_class(void);
1292 extern void init_sched_rt_class(void);
1293 extern void init_sched_fair_class(void);
1294
1295 extern void resched_curr(struct rq *rq);
1296 extern void resched_cpu(int cpu);
1297
1298 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
1299 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
1300
1301 extern struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
1302 extern void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime);
1303 extern void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1304
1305 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime);
1306
1307 extern void init_task_runnable_average(struct task_struct *p);
1308
1309 static inline void add_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1310 {
1311         unsigned prev_nr = rq->nr_running;
1312
1313         rq->nr_running = prev_nr + count;
1314
1315         if (prev_nr < 2 && rq->nr_running >= 2) {
1316 #ifdef CONFIG_SMP
1317                 if (!rq->rd->overload)
1318                         rq->rd->overload = true;
1319 #endif
1320
1321 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1322                 if (tick_nohz_full_cpu(rq->cpu)) {
1323                         /*
1324                          * Tick is needed if more than one task runs on a CPU.
1325                          * Send the target an IPI to kick it out of nohz mode.
1326                          *
1327                          * We assume that IPI implies full memory barrier and the
1328                          * new value of rq->nr_running is visible on reception
1329                          * from the target.
1330                          */
1331                         tick_nohz_full_kick_cpu(rq->cpu);
1332                 }
1333 #endif
1334         }
1335 }
1336
1337 static inline void sub_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1338 {
1339         rq->nr_running -= count;
1340 }
1341
1342 static inline void rq_last_tick_reset(struct rq *rq)
1343 {
1344 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1345         rq->last_sched_tick = jiffies;
1346 #endif
1347 }
1348
1349 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
1350
1351 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1352 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1353
1354 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1355
1356 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg;
1357 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
1358 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
1359
1360 static inline u64 sched_avg_period(void)
1361 {
1362         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1363 }
1364
1365 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1366
1367 /*
1368  * Use hrtick when:
1369  *  - enabled by features
1370  *  - hrtimer is actually high res
1371  */
1372 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1373 {
1374         if (!sched_feat(HRTICK))
1375                 return 0;
1376         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1377                 return 0;
1378         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1379 }
1380
1381 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
1382
1383 #else
1384
1385 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1386 {
1387         return 0;
1388 }
1389
1390 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1391
1392 #ifdef CONFIG_SMP
1393 extern void sched_avg_update(struct rq *rq);
1394
1395 #ifndef arch_scale_freq_capacity
1396 static __always_inline
1397 unsigned long arch_scale_freq_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
1398 {
1399         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1400 }
1401 #endif
1402
1403 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1404 {
1405         rq->rt_avg += rt_delta * arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu_of(rq));
1406         sched_avg_update(rq);
1407 }
1408 #else
1409 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta) { }
1410 static inline void sched_avg_update(struct rq *rq) { }
1411 #endif
1412
1413 /*
1414  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
1415  */
1416 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
1417         __acquires(rq->lock)
1418 {
1419         struct rq *rq;
1420
1421         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1422
1423         for (;;) {
1424                 rq = task_rq(p);
1425                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1426                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p)))
1427                         return rq;
1428                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1429
1430                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
1431                         cpu_relax();
1432         }
1433 }
1434
1435 /*
1436  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
1437  */
1438 static inline struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1439         __acquires(p->pi_lock)
1440         __acquires(rq->lock)
1441 {
1442         struct rq *rq;
1443
1444         for (;;) {
1445                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
1446                 rq = task_rq(p);
1447                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1448                 /*
1449                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
1450                  *
1451                  *      ACQUIRE (rq->lock)
1452                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
1453                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
1454                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
1455                  *                                      [L] ->on_rq
1456                  *      RELEASE (rq->lock)
1457                  *
1458                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
1459                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
1460                  *
1461                  * If we observe the new cpu in task_rq_lock, the acquire will
1462                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
1463                  */
1464                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p)))
1465                         return rq;
1466                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1467                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1468
1469                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
1470                         cpu_relax();
1471         }
1472 }
1473
1474 static inline void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1475         __releases(rq->lock)
1476 {
1477         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1478 }
1479
1480 static inline void
1481 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1482         __releases(rq->lock)
1483         __releases(p->pi_lock)
1484 {
1485         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1486         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1487 }
1488
1489 #ifdef CONFIG_SMP
1490 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1491
1492 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1493
1494 /*
1495  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1496  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1497  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1498  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1499  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1500  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1501  */
1502 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1503         __releases(this_rq->lock)
1504         __acquires(busiest->lock)
1505         __acquires(this_rq->lock)
1506 {
1507         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1508         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1509
1510         return 1;
1511 }
1512
1513 #else
1514 /*
1515  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1516  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1517  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1518  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1519  * regardless of entry order into the function.
1520  */
1521 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1522         __releases(this_rq->lock)
1523         __acquires(busiest->lock)
1524         __acquires(this_rq->lock)
1525 {
1526         int ret = 0;
1527
1528         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1529                 if (busiest < this_rq) {
1530                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1531                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1532                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1533                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1534                         ret = 1;
1535                 } else
1536                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1537                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1538         }
1539         return ret;
1540 }
1541
1542 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1543
1544 /*
1545  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1546  */
1547 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1548 {
1549         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1550                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1551                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1552                 BUG_ON(1);
1553         }
1554
1555         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1556 }
1557
1558 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1559         __releases(busiest->lock)
1560 {
1561         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1562         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1563 }
1564
1565 static inline void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1566 {
1567         if (l1 > l2)
1568                 swap(l1, l2);
1569
1570         spin_lock(l1);
1571         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1572 }
1573
1574 static inline void double_lock_irq(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1575 {
1576         if (l1 > l2)
1577                 swap(l1, l2);
1578
1579         spin_lock_irq(l1);
1580         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1581 }
1582
1583 static inline void double_raw_lock(raw_spinlock_t *l1, raw_spinlock_t *l2)
1584 {
1585         if (l1 > l2)
1586                 swap(l1, l2);
1587
1588         raw_spin_lock(l1);
1589         raw_spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1590 }
1591
1592 /*
1593  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1594  *
1595  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1596  * you need to do so manually before calling.
1597  */
1598 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1599         __acquires(rq1->lock)
1600         __acquires(rq2->lock)
1601 {
1602         BUG_ON(!irqs_disabled());
1603         if (rq1 == rq2) {
1604                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1605                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1606         } else {
1607                 if (rq1 < rq2) {
1608                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1609                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1610                 } else {
1611                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1612                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1613                 }
1614         }
1615 }
1616
1617 /*
1618  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1619  *
1620  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1621  * you need to do so manually after calling.
1622  */
1623 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1624         __releases(rq1->lock)
1625         __releases(rq2->lock)
1626 {
1627         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1628         if (rq1 != rq2)
1629                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1630         else
1631                 __release(rq2->lock);
1632 }
1633
1634 #else /* CONFIG_SMP */
1635
1636 /*
1637  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1638  *
1639  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1640  * you need to do so manually before calling.
1641  */
1642 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1643         __acquires(rq1->lock)
1644         __acquires(rq2->lock)
1645 {
1646         BUG_ON(!irqs_disabled());
1647         BUG_ON(rq1 != rq2);
1648         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1649         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1650 }
1651
1652 /*
1653  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1654  *
1655  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1656  * you need to do so manually after calling.
1657  */
1658 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1659         __releases(rq1->lock)
1660         __releases(rq2->lock)
1661 {
1662         BUG_ON(rq1 != rq2);
1663         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1664         __release(rq2->lock);
1665 }
1666
1667 #endif
1668
1669 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1670 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1671 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1672 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1673 extern void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1674
1675 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
1676 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq);
1677 extern void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq);
1678
1679 extern void cfs_bandwidth_usage_inc(void);
1680 extern void cfs_bandwidth_usage_dec(void);
1681
1682 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1683 enum rq_nohz_flag_bits {
1684         NOHZ_TICK_STOPPED,
1685         NOHZ_BALANCE_KICK,
1686 };
1687
1688 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
1689 #endif
1690
1691 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1692
1693 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1694 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1695
1696 #ifndef CONFIG_64BIT
1697 DECLARE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
1698
1699 static inline void irq_time_write_begin(void)
1700 {
1701         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1702         smp_wmb();
1703 }
1704
1705 static inline void irq_time_write_end(void)
1706 {
1707         smp_wmb();
1708         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1709 }
1710
1711 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1712 {
1713         u64 irq_time;
1714         unsigned seq;
1715
1716         do {
1717                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
1718                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
1719                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1720         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
1721
1722         return irq_time;
1723 }
1724 #else /* CONFIG_64BIT */
1725 static inline void irq_time_write_begin(void)
1726 {
1727 }
1728
1729 static inline void irq_time_write_end(void)
1730 {
1731 }
1732
1733 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1734 {
1735         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1736 }
1737 #endif /* CONFIG_64BIT */
1738 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */