sched/core: Replace sd_busy/nr_busy_cpus with sched_domain_shared
[cascardo/linux.git] / kernel / sched / sched.h
1
2 #include <linux/sched.h>
3 #include <linux/sched/sysctl.h>
4 #include <linux/sched/rt.h>
5 #include <linux/sched/deadline.h>
6 #include <linux/binfmts.h>
7 #include <linux/mutex.h>
8 #include <linux/spinlock.h>
9 #include <linux/stop_machine.h>
10 #include <linux/irq_work.h>
11 #include <linux/tick.h>
12 #include <linux/slab.h>
13
14 #include "cpupri.h"
15 #include "cpudeadline.h"
16 #include "cpuacct.h"
17
18 struct rq;
19 struct cpuidle_state;
20
21 /* task_struct::on_rq states: */
22 #define TASK_ON_RQ_QUEUED       1
23 #define TASK_ON_RQ_MIGRATING    2
24
25 extern __read_mostly int scheduler_running;
26
27 extern unsigned long calc_load_update;
28 extern atomic_long_t calc_load_tasks;
29
30 extern void calc_global_load_tick(struct rq *this_rq);
31 extern long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq, long adjust);
32
33 #ifdef CONFIG_SMP
34 extern void cpu_load_update_active(struct rq *this_rq);
35 #else
36 static inline void cpu_load_update_active(struct rq *this_rq) { }
37 #endif
38
39 /*
40  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
41  */
42 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
43
44 /*
45  * Increase resolution of nice-level calculations for 64-bit architectures.
46  * The extra resolution improves shares distribution and load balancing of
47  * low-weight task groups (eg. nice +19 on an autogroup), deeper taskgroup
48  * hierarchies, especially on larger systems. This is not a user-visible change
49  * and does not change the user-interface for setting shares/weights.
50  *
51  * We increase resolution only if we have enough bits to allow this increased
52  * resolution (i.e. 64bit). The costs for increasing resolution when 32bit are
53  * pretty high and the returns do not justify the increased costs.
54  *
55  * Really only required when CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED is also set, but to
56  * increase coverage and consistency always enable it on 64bit platforms.
57  */
58 #ifdef CONFIG_64BIT
59 # define NICE_0_LOAD_SHIFT      (SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT + SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT)
60 # define scale_load(w)          ((w) << SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT)
61 # define scale_load_down(w)     ((w) >> SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT)
62 #else
63 # define NICE_0_LOAD_SHIFT      (SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT)
64 # define scale_load(w)          (w)
65 # define scale_load_down(w)     (w)
66 #endif
67
68 /*
69  * Task weight (visible to users) and its load (invisible to users) have
70  * independent resolution, but they should be well calibrated. We use
71  * scale_load() and scale_load_down(w) to convert between them. The
72  * following must be true:
73  *
74  *  scale_load(sched_prio_to_weight[USER_PRIO(NICE_TO_PRIO(0))]) == NICE_0_LOAD
75  *
76  */
77 #define NICE_0_LOAD             (1L << NICE_0_LOAD_SHIFT)
78
79 /*
80  * Single value that decides SCHED_DEADLINE internal math precision.
81  * 10 -> just above 1us
82  * 9  -> just above 0.5us
83  */
84 #define DL_SCALE (10)
85
86 /*
87  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
88  */
89
90 /*
91  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
92  */
93 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
94
95 static inline int idle_policy(int policy)
96 {
97         return policy == SCHED_IDLE;
98 }
99 static inline int fair_policy(int policy)
100 {
101         return policy == SCHED_NORMAL || policy == SCHED_BATCH;
102 }
103
104 static inline int rt_policy(int policy)
105 {
106         return policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR;
107 }
108
109 static inline int dl_policy(int policy)
110 {
111         return policy == SCHED_DEADLINE;
112 }
113 static inline bool valid_policy(int policy)
114 {
115         return idle_policy(policy) || fair_policy(policy) ||
116                 rt_policy(policy) || dl_policy(policy);
117 }
118
119 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
120 {
121         return rt_policy(p->policy);
122 }
123
124 static inline int task_has_dl_policy(struct task_struct *p)
125 {
126         return dl_policy(p->policy);
127 }
128
129 /*
130  * Tells if entity @a should preempt entity @b.
131  */
132 static inline bool
133 dl_entity_preempt(struct sched_dl_entity *a, struct sched_dl_entity *b)
134 {
135         return dl_time_before(a->deadline, b->deadline);
136 }
137
138 /*
139  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
140  */
141 struct rt_prio_array {
142         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
143         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
144 };
145
146 struct rt_bandwidth {
147         /* nests inside the rq lock: */
148         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
149         ktime_t                 rt_period;
150         u64                     rt_runtime;
151         struct hrtimer          rt_period_timer;
152         unsigned int            rt_period_active;
153 };
154
155 void __dl_clear_params(struct task_struct *p);
156
157 /*
158  * To keep the bandwidth of -deadline tasks and groups under control
159  * we need some place where:
160  *  - store the maximum -deadline bandwidth of the system (the group);
161  *  - cache the fraction of that bandwidth that is currently allocated.
162  *
163  * This is all done in the data structure below. It is similar to the
164  * one used for RT-throttling (rt_bandwidth), with the main difference
165  * that, since here we are only interested in admission control, we
166  * do not decrease any runtime while the group "executes", neither we
167  * need a timer to replenish it.
168  *
169  * With respect to SMP, the bandwidth is given on a per-CPU basis,
170  * meaning that:
171  *  - dl_bw (< 100%) is the bandwidth of the system (group) on each CPU;
172  *  - dl_total_bw array contains, in the i-eth element, the currently
173  *    allocated bandwidth on the i-eth CPU.
174  * Moreover, groups consume bandwidth on each CPU, while tasks only
175  * consume bandwidth on the CPU they're running on.
176  * Finally, dl_total_bw_cpu is used to cache the index of dl_total_bw
177  * that will be shown the next time the proc or cgroup controls will
178  * be red. It on its turn can be changed by writing on its own
179  * control.
180  */
181 struct dl_bandwidth {
182         raw_spinlock_t dl_runtime_lock;
183         u64 dl_runtime;
184         u64 dl_period;
185 };
186
187 static inline int dl_bandwidth_enabled(void)
188 {
189         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
190 }
191
192 extern struct dl_bw *dl_bw_of(int i);
193
194 struct dl_bw {
195         raw_spinlock_t lock;
196         u64 bw, total_bw;
197 };
198
199 static inline
200 void __dl_clear(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw)
201 {
202         dl_b->total_bw -= tsk_bw;
203 }
204
205 static inline
206 void __dl_add(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw)
207 {
208         dl_b->total_bw += tsk_bw;
209 }
210
211 static inline
212 bool __dl_overflow(struct dl_bw *dl_b, int cpus, u64 old_bw, u64 new_bw)
213 {
214         return dl_b->bw != -1 &&
215                dl_b->bw * cpus < dl_b->total_bw - old_bw + new_bw;
216 }
217
218 extern struct mutex sched_domains_mutex;
219
220 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
221
222 #include <linux/cgroup.h>
223
224 struct cfs_rq;
225 struct rt_rq;
226
227 extern struct list_head task_groups;
228
229 struct cfs_bandwidth {
230 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
231         raw_spinlock_t lock;
232         ktime_t period;
233         u64 quota, runtime;
234         s64 hierarchical_quota;
235         u64 runtime_expires;
236
237         int idle, period_active;
238         struct hrtimer period_timer, slack_timer;
239         struct list_head throttled_cfs_rq;
240
241         /* statistics */
242         int nr_periods, nr_throttled;
243         u64 throttled_time;
244 #endif
245 };
246
247 /* task group related information */
248 struct task_group {
249         struct cgroup_subsys_state css;
250
251 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
252         /* schedulable entities of this group on each cpu */
253         struct sched_entity **se;
254         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
255         struct cfs_rq **cfs_rq;
256         unsigned long shares;
257
258 #ifdef  CONFIG_SMP
259         /*
260          * load_avg can be heavily contended at clock tick time, so put
261          * it in its own cacheline separated from the fields above which
262          * will also be accessed at each tick.
263          */
264         atomic_long_t load_avg ____cacheline_aligned;
265 #endif
266 #endif
267
268 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
269         struct sched_rt_entity **rt_se;
270         struct rt_rq **rt_rq;
271
272         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
273 #endif
274
275         struct rcu_head rcu;
276         struct list_head list;
277
278         struct task_group *parent;
279         struct list_head siblings;
280         struct list_head children;
281
282 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
283         struct autogroup *autogroup;
284 #endif
285
286         struct cfs_bandwidth cfs_bandwidth;
287 };
288
289 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
290 #define ROOT_TASK_GROUP_LOAD    NICE_0_LOAD
291
292 /*
293  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
294  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
295  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
296  * too large, so as the shares value of a task group.
297  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
298  *  limitation from this.)
299  */
300 #define MIN_SHARES      (1UL <<  1)
301 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
302 #endif
303
304 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
305
306 extern int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
307                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data);
308
309 /*
310  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
311  * leaving it for the final time.
312  *
313  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
314  */
315 static inline int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
316 {
317         return walk_tg_tree_from(&root_task_group, down, up, data);
318 }
319
320 extern int tg_nop(struct task_group *tg, void *data);
321
322 extern void free_fair_sched_group(struct task_group *tg);
323 extern int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
324 extern void online_fair_sched_group(struct task_group *tg);
325 extern void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg);
326 extern void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
327                         struct sched_entity *se, int cpu,
328                         struct sched_entity *parent);
329 extern void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
330
331 extern void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
332 extern void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
333 extern void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
334
335 extern void free_rt_sched_group(struct task_group *tg);
336 extern int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
337 extern void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
338                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu,
339                 struct sched_rt_entity *parent);
340
341 extern struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent);
342 extern void sched_online_group(struct task_group *tg,
343                                struct task_group *parent);
344 extern void sched_destroy_group(struct task_group *tg);
345 extern void sched_offline_group(struct task_group *tg);
346
347 extern void sched_move_task(struct task_struct *tsk);
348
349 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
350 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
351
352 #ifdef CONFIG_SMP
353 extern void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
354                              struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next);
355 #else /* !CONFIG_SMP */
356 static inline void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
357                              struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next) { }
358 #endif /* CONFIG_SMP */
359 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
360
361 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
362
363 struct cfs_bandwidth { };
364
365 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
366
367 /* CFS-related fields in a runqueue */
368 struct cfs_rq {
369         struct load_weight load;
370         unsigned int nr_running, h_nr_running;
371
372         u64 exec_clock;
373         u64 min_vruntime;
374 #ifndef CONFIG_64BIT
375         u64 min_vruntime_copy;
376 #endif
377
378         struct rb_root tasks_timeline;
379         struct rb_node *rb_leftmost;
380
381         /*
382          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
383          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
384          */
385         struct sched_entity *curr, *next, *last, *skip;
386
387 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
388         unsigned int nr_spread_over;
389 #endif
390
391 #ifdef CONFIG_SMP
392         /*
393          * CFS load tracking
394          */
395         struct sched_avg avg;
396         u64 runnable_load_sum;
397         unsigned long runnable_load_avg;
398 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
399         unsigned long tg_load_avg_contrib;
400 #endif
401         atomic_long_t removed_load_avg, removed_util_avg;
402 #ifndef CONFIG_64BIT
403         u64 load_last_update_time_copy;
404 #endif
405
406 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
407         /*
408          *   h_load = weight * f(tg)
409          *
410          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
411          * this group.
412          */
413         unsigned long h_load;
414         u64 last_h_load_update;
415         struct sched_entity *h_load_next;
416 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
417 #endif /* CONFIG_SMP */
418
419 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
420         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
421
422         /*
423          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
424          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
425          * (like users, containers etc.)
426          *
427          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
428          * list is used during load balance.
429          */
430         int on_list;
431         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
432         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
433
434 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
435         int runtime_enabled;
436         u64 runtime_expires;
437         s64 runtime_remaining;
438
439         u64 throttled_clock, throttled_clock_task;
440         u64 throttled_clock_task_time;
441         int throttled, throttle_count;
442         struct list_head throttled_list;
443 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
444 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
445 };
446
447 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
448 {
449         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
450 }
451
452 /* RT IPI pull logic requires IRQ_WORK */
453 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
454 # define HAVE_RT_PUSH_IPI
455 #endif
456
457 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
458 struct rt_rq {
459         struct rt_prio_array active;
460         unsigned int rt_nr_running;
461         unsigned int rr_nr_running;
462 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
463         struct {
464                 int curr; /* highest queued rt task prio */
465 #ifdef CONFIG_SMP
466                 int next; /* next highest */
467 #endif
468         } highest_prio;
469 #endif
470 #ifdef CONFIG_SMP
471         unsigned long rt_nr_migratory;
472         unsigned long rt_nr_total;
473         int overloaded;
474         struct plist_head pushable_tasks;
475 #ifdef HAVE_RT_PUSH_IPI
476         int push_flags;
477         int push_cpu;
478         struct irq_work push_work;
479         raw_spinlock_t push_lock;
480 #endif
481 #endif /* CONFIG_SMP */
482         int rt_queued;
483
484         int rt_throttled;
485         u64 rt_time;
486         u64 rt_runtime;
487         /* Nests inside the rq lock: */
488         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
489
490 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
491         unsigned long rt_nr_boosted;
492
493         struct rq *rq;
494         struct task_group *tg;
495 #endif
496 };
497
498 /* Deadline class' related fields in a runqueue */
499 struct dl_rq {
500         /* runqueue is an rbtree, ordered by deadline */
501         struct rb_root rb_root;
502         struct rb_node *rb_leftmost;
503
504         unsigned long dl_nr_running;
505
506 #ifdef CONFIG_SMP
507         /*
508          * Deadline values of the currently executing and the
509          * earliest ready task on this rq. Caching these facilitates
510          * the decision wether or not a ready but not running task
511          * should migrate somewhere else.
512          */
513         struct {
514                 u64 curr;
515                 u64 next;
516         } earliest_dl;
517
518         unsigned long dl_nr_migratory;
519         int overloaded;
520
521         /*
522          * Tasks on this rq that can be pushed away. They are kept in
523          * an rb-tree, ordered by tasks' deadlines, with caching
524          * of the leftmost (earliest deadline) element.
525          */
526         struct rb_root pushable_dl_tasks_root;
527         struct rb_node *pushable_dl_tasks_leftmost;
528 #else
529         struct dl_bw dl_bw;
530 #endif
531 };
532
533 #ifdef CONFIG_SMP
534
535 /*
536  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
537  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
538  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
539  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
540  * object.
541  *
542  */
543 struct root_domain {
544         atomic_t refcount;
545         atomic_t rto_count;
546         struct rcu_head rcu;
547         cpumask_var_t span;
548         cpumask_var_t online;
549
550         /* Indicate more than one runnable task for any CPU */
551         bool overload;
552
553         /*
554          * The bit corresponding to a CPU gets set here if such CPU has more
555          * than one runnable -deadline task (as it is below for RT tasks).
556          */
557         cpumask_var_t dlo_mask;
558         atomic_t dlo_count;
559         struct dl_bw dl_bw;
560         struct cpudl cpudl;
561
562         /*
563          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
564          * one runnable RT task.
565          */
566         cpumask_var_t rto_mask;
567         struct cpupri cpupri;
568
569         unsigned long max_cpu_capacity;
570 };
571
572 extern struct root_domain def_root_domain;
573
574 #endif /* CONFIG_SMP */
575
576 /*
577  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
578  *
579  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
580  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
581  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
582  */
583 struct rq {
584         /* runqueue lock: */
585         raw_spinlock_t lock;
586
587         /*
588          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
589          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
590          */
591         unsigned int nr_running;
592 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
593         unsigned int nr_numa_running;
594         unsigned int nr_preferred_running;
595 #endif
596         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
597         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
598 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
599 #ifdef CONFIG_SMP
600         unsigned long last_load_update_tick;
601 #endif /* CONFIG_SMP */
602         unsigned long nohz_flags;
603 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
604 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
605         unsigned long last_sched_tick;
606 #endif
607         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
608         struct load_weight load;
609         unsigned long nr_load_updates;
610         u64 nr_switches;
611
612         struct cfs_rq cfs;
613         struct rt_rq rt;
614         struct dl_rq dl;
615
616 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
617         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
618         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
619 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
620
621         /*
622          * This is part of a global counter where only the total sum
623          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
624          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
625          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
626          */
627         unsigned long nr_uninterruptible;
628
629         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
630         unsigned long next_balance;
631         struct mm_struct *prev_mm;
632
633         unsigned int clock_skip_update;
634         u64 clock;
635         u64 clock_task;
636
637         atomic_t nr_iowait;
638
639 #ifdef CONFIG_SMP
640         struct root_domain *rd;
641         struct sched_domain *sd;
642
643         unsigned long cpu_capacity;
644         unsigned long cpu_capacity_orig;
645
646         struct callback_head *balance_callback;
647
648         unsigned char idle_balance;
649         /* For active balancing */
650         int active_balance;
651         int push_cpu;
652         struct cpu_stop_work active_balance_work;
653         /* cpu of this runqueue: */
654         int cpu;
655         int online;
656
657         struct list_head cfs_tasks;
658
659         u64 rt_avg;
660         u64 age_stamp;
661         u64 idle_stamp;
662         u64 avg_idle;
663
664         /* This is used to determine avg_idle's max value */
665         u64 max_idle_balance_cost;
666 #endif
667
668 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
669         u64 prev_irq_time;
670 #endif
671 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
672         u64 prev_steal_time;
673 #endif
674 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
675         u64 prev_steal_time_rq;
676 #endif
677
678         /* calc_load related fields */
679         unsigned long calc_load_update;
680         long calc_load_active;
681
682 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
683 #ifdef CONFIG_SMP
684         int hrtick_csd_pending;
685         struct call_single_data hrtick_csd;
686 #endif
687         struct hrtimer hrtick_timer;
688 #endif
689
690 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
691         /* latency stats */
692         struct sched_info rq_sched_info;
693         unsigned long long rq_cpu_time;
694         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
695
696         /* sys_sched_yield() stats */
697         unsigned int yld_count;
698
699         /* schedule() stats */
700         unsigned int sched_count;
701         unsigned int sched_goidle;
702
703         /* try_to_wake_up() stats */
704         unsigned int ttwu_count;
705         unsigned int ttwu_local;
706 #endif
707
708 #ifdef CONFIG_SMP
709         struct llist_head wake_list;
710 #endif
711
712 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
713         /* Must be inspected within a rcu lock section */
714         struct cpuidle_state *idle_state;
715 #endif
716 };
717
718 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
719 {
720 #ifdef CONFIG_SMP
721         return rq->cpu;
722 #else
723         return 0;
724 #endif
725 }
726
727 DECLARE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
728
729 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
730 #define this_rq()               this_cpu_ptr(&runqueues)
731 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
732 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
733 #define raw_rq()                raw_cpu_ptr(&runqueues)
734
735 static inline u64 __rq_clock_broken(struct rq *rq)
736 {
737         return READ_ONCE(rq->clock);
738 }
739
740 static inline u64 rq_clock(struct rq *rq)
741 {
742         lockdep_assert_held(&rq->lock);
743         return rq->clock;
744 }
745
746 static inline u64 rq_clock_task(struct rq *rq)
747 {
748         lockdep_assert_held(&rq->lock);
749         return rq->clock_task;
750 }
751
752 #define RQCF_REQ_SKIP   0x01
753 #define RQCF_ACT_SKIP   0x02
754
755 static inline void rq_clock_skip_update(struct rq *rq, bool skip)
756 {
757         lockdep_assert_held(&rq->lock);
758         if (skip)
759                 rq->clock_skip_update |= RQCF_REQ_SKIP;
760         else
761                 rq->clock_skip_update &= ~RQCF_REQ_SKIP;
762 }
763
764 #ifdef CONFIG_NUMA
765 enum numa_topology_type {
766         NUMA_DIRECT,
767         NUMA_GLUELESS_MESH,
768         NUMA_BACKPLANE,
769 };
770 extern enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
771 extern int sched_max_numa_distance;
772 extern bool find_numa_distance(int distance);
773 #endif
774
775 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
776 /* The regions in numa_faults array from task_struct */
777 enum numa_faults_stats {
778         NUMA_MEM = 0,
779         NUMA_CPU,
780         NUMA_MEMBUF,
781         NUMA_CPUBUF
782 };
783 extern void sched_setnuma(struct task_struct *p, int node);
784 extern int migrate_task_to(struct task_struct *p, int cpu);
785 extern int migrate_swap(struct task_struct *, struct task_struct *);
786 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
787
788 #ifdef CONFIG_SMP
789
790 static inline void
791 queue_balance_callback(struct rq *rq,
792                        struct callback_head *head,
793                        void (*func)(struct rq *rq))
794 {
795         lockdep_assert_held(&rq->lock);
796
797         if (unlikely(head->next))
798                 return;
799
800         head->func = (void (*)(struct callback_head *))func;
801         head->next = rq->balance_callback;
802         rq->balance_callback = head;
803 }
804
805 extern void sched_ttwu_pending(void);
806
807 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
808         rcu_dereference_check((p), \
809                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
810
811 /*
812  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
813  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
814  *
815  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
816  * preempt-disabled sections.
817  */
818 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
819         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
820                         __sd; __sd = __sd->parent)
821
822 #define for_each_lower_domain(sd) for (; sd; sd = sd->child)
823
824 /**
825  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
826  * @cpu:        The cpu whose highest level of sched domain is to
827  *              be returned.
828  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
829  *              for the given cpu.
830  *
831  * Returns the highest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
832  */
833 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
834 {
835         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
836
837         for_each_domain(cpu, sd) {
838                 if (!(sd->flags & flag))
839                         break;
840                 hsd = sd;
841         }
842
843         return hsd;
844 }
845
846 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
847 {
848         struct sched_domain *sd;
849
850         for_each_domain(cpu, sd) {
851                 if (sd->flags & flag)
852                         break;
853         }
854
855         return sd;
856 }
857
858 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
859 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
860 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
861 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain_shared *, sd_llc_shared);
862 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
863 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
864
865 struct sched_group_capacity {
866         atomic_t ref;
867         /*
868          * CPU capacity of this group, SCHED_CAPACITY_SCALE being max capacity
869          * for a single CPU.
870          */
871         unsigned int capacity;
872         unsigned long next_update;
873         int imbalance; /* XXX unrelated to capacity but shared group state */
874
875         unsigned long cpumask[0]; /* iteration mask */
876 };
877
878 struct sched_group {
879         struct sched_group *next;       /* Must be a circular list */
880         atomic_t ref;
881
882         unsigned int group_weight;
883         struct sched_group_capacity *sgc;
884
885         /*
886          * The CPUs this group covers.
887          *
888          * NOTE: this field is variable length. (Allocated dynamically
889          * by attaching extra space to the end of the structure,
890          * depending on how many CPUs the kernel has booted up with)
891          */
892         unsigned long cpumask[0];
893 };
894
895 static inline struct cpumask *sched_group_cpus(struct sched_group *sg)
896 {
897         return to_cpumask(sg->cpumask);
898 }
899
900 /*
901  * cpumask masking which cpus in the group are allowed to iterate up the domain
902  * tree.
903  */
904 static inline struct cpumask *sched_group_mask(struct sched_group *sg)
905 {
906         return to_cpumask(sg->sgc->cpumask);
907 }
908
909 /**
910  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
911  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
912  */
913 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
914 {
915         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
916 }
917
918 extern int group_balance_cpu(struct sched_group *sg);
919
920 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
921 void register_sched_domain_sysctl(void);
922 void unregister_sched_domain_sysctl(void);
923 #else
924 static inline void register_sched_domain_sysctl(void)
925 {
926 }
927 static inline void unregister_sched_domain_sysctl(void)
928 {
929 }
930 #endif
931
932 #else
933
934 static inline void sched_ttwu_pending(void) { }
935
936 #endif /* CONFIG_SMP */
937
938 #include "stats.h"
939 #include "auto_group.h"
940
941 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
942
943 /*
944  * Return the group to which this tasks belongs.
945  *
946  * We cannot use task_css() and friends because the cgroup subsystem
947  * changes that value before the cgroup_subsys::attach() method is called,
948  * therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
949  *
950  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
951  * core changes this before calling sched_move_task().
952  *
953  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
954  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
955  */
956 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
957 {
958         return p->sched_task_group;
959 }
960
961 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
962 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
963 {
964 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
965         struct task_group *tg = task_group(p);
966 #endif
967
968 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
969         set_task_rq_fair(&p->se, p->se.cfs_rq, tg->cfs_rq[cpu]);
970         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
971         p->se.parent = tg->se[cpu];
972 #endif
973
974 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
975         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
976         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
977 #endif
978 }
979
980 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
981
982 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
983 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
984 {
985         return NULL;
986 }
987
988 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
989
990 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
991 {
992         set_task_rq(p, cpu);
993 #ifdef CONFIG_SMP
994         /*
995          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
996          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
997          * per-task data have been completed by this moment.
998          */
999         smp_wmb();
1000         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1001         p->wake_cpu = cpu;
1002 #endif
1003 }
1004
1005 /*
1006  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
1007  */
1008 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1009 # include <linux/static_key.h>
1010 # define const_debug __read_mostly
1011 #else
1012 # define const_debug const
1013 #endif
1014
1015 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
1016
1017 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
1018         __SCHED_FEAT_##name ,
1019
1020 enum {
1021 #include "features.h"
1022         __SCHED_FEAT_NR,
1023 };
1024
1025 #undef SCHED_FEAT
1026
1027 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
1028 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
1029 static __always_inline bool static_branch_##name(struct static_key *key) \
1030 {                                                                       \
1031         return static_key_##enabled(key);                               \
1032 }
1033
1034 #include "features.h"
1035
1036 #undef SCHED_FEAT
1037
1038 extern struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
1039 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
1040 #else /* !(SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL) */
1041 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
1042 #endif /* SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL */
1043
1044 extern struct static_key_false sched_numa_balancing;
1045 extern struct static_key_false sched_schedstats;
1046
1047 static inline u64 global_rt_period(void)
1048 {
1049         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
1050 }
1051
1052 static inline u64 global_rt_runtime(void)
1053 {
1054         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
1055                 return RUNTIME_INF;
1056
1057         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
1058 }
1059
1060 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1061 {
1062         return rq->curr == p;
1063 }
1064
1065 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1066 {
1067 #ifdef CONFIG_SMP
1068         return p->on_cpu;
1069 #else
1070         return task_current(rq, p);
1071 #endif
1072 }
1073
1074 static inline int task_on_rq_queued(struct task_struct *p)
1075 {
1076         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_QUEUED;
1077 }
1078
1079 static inline int task_on_rq_migrating(struct task_struct *p)
1080 {
1081         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1082 }
1083
1084 #ifndef prepare_arch_switch
1085 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
1086 #endif
1087 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
1088 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
1089 #endif
1090
1091 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1092 {
1093 #ifdef CONFIG_SMP
1094         /*
1095          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1096          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1097          * here.
1098          */
1099         next->on_cpu = 1;
1100 #endif
1101 }
1102
1103 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1104 {
1105 #ifdef CONFIG_SMP
1106         /*
1107          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1108          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1109          * finished.
1110          *
1111          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
1112          * happen before this.
1113          *
1114          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
1115          */
1116         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
1117 #endif
1118 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
1119         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
1120         rq->lock.owner = current;
1121 #endif
1122         /*
1123          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
1124          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
1125          * prev into current:
1126          */
1127         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
1128
1129         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1130 }
1131
1132 /*
1133  * wake flags
1134  */
1135 #define WF_SYNC         0x01            /* waker goes to sleep after wakeup */
1136 #define WF_FORK         0x02            /* child wakeup after fork */
1137 #define WF_MIGRATED     0x4             /* internal use, task got migrated */
1138
1139 /*
1140  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1141  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1142  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1143  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1144  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1145  * slice expiry etc.
1146  */
1147
1148 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1149 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1150
1151 extern const int sched_prio_to_weight[40];
1152 extern const u32 sched_prio_to_wmult[40];
1153
1154 /*
1155  * {de,en}queue flags:
1156  *
1157  * DEQUEUE_SLEEP  - task is no longer runnable
1158  * ENQUEUE_WAKEUP - task just became runnable
1159  *
1160  * SAVE/RESTORE - an otherwise spurious dequeue/enqueue, done to ensure tasks
1161  *                are in a known state which allows modification. Such pairs
1162  *                should preserve as much state as possible.
1163  *
1164  * MOVE - paired with SAVE/RESTORE, explicitly does not preserve the location
1165  *        in the runqueue.
1166  *
1167  * ENQUEUE_HEAD      - place at front of runqueue (tail if not specified)
1168  * ENQUEUE_REPLENISH - CBS (replenish runtime and postpone deadline)
1169  * ENQUEUE_MIGRATED  - the task was migrated during wakeup
1170  *
1171  */
1172
1173 #define DEQUEUE_SLEEP           0x01
1174 #define DEQUEUE_SAVE            0x02 /* matches ENQUEUE_RESTORE */
1175 #define DEQUEUE_MOVE            0x04 /* matches ENQUEUE_MOVE */
1176
1177 #define ENQUEUE_WAKEUP          0x01
1178 #define ENQUEUE_RESTORE         0x02
1179 #define ENQUEUE_MOVE            0x04
1180
1181 #define ENQUEUE_HEAD            0x08
1182 #define ENQUEUE_REPLENISH       0x10
1183 #ifdef CONFIG_SMP
1184 #define ENQUEUE_MIGRATED        0x20
1185 #else
1186 #define ENQUEUE_MIGRATED        0x00
1187 #endif
1188
1189 #define RETRY_TASK              ((void *)-1UL)
1190
1191 struct sched_class {
1192         const struct sched_class *next;
1193
1194         void (*enqueue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1195         void (*dequeue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1196         void (*yield_task) (struct rq *rq);
1197         bool (*yield_to_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt);
1198
1199         void (*check_preempt_curr) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1200
1201         /*
1202          * It is the responsibility of the pick_next_task() method that will
1203          * return the next task to call put_prev_task() on the @prev task or
1204          * something equivalent.
1205          *
1206          * May return RETRY_TASK when it finds a higher prio class has runnable
1207          * tasks.
1208          */
1209         struct task_struct * (*pick_next_task) (struct rq *rq,
1210                                                 struct task_struct *prev,
1211                                                 struct pin_cookie cookie);
1212         void (*put_prev_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p);
1213
1214 #ifdef CONFIG_SMP
1215         int  (*select_task_rq)(struct task_struct *p, int task_cpu, int sd_flag, int flags);
1216         void (*migrate_task_rq)(struct task_struct *p);
1217
1218         void (*task_woken) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1219
1220         void (*set_cpus_allowed)(struct task_struct *p,
1221                                  const struct cpumask *newmask);
1222
1223         void (*rq_online)(struct rq *rq);
1224         void (*rq_offline)(struct rq *rq);
1225 #endif
1226
1227         void (*set_curr_task) (struct rq *rq);
1228         void (*task_tick) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued);
1229         void (*task_fork) (struct task_struct *p);
1230         void (*task_dead) (struct task_struct *p);
1231
1232         /*
1233          * The switched_from() call is allowed to drop rq->lock, therefore we
1234          * cannot assume the switched_from/switched_to pair is serliazed by
1235          * rq->lock. They are however serialized by p->pi_lock.
1236          */
1237         void (*switched_from) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1238         void (*switched_to) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1239         void (*prio_changed) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task,
1240                              int oldprio);
1241
1242         unsigned int (*get_rr_interval) (struct rq *rq,
1243                                          struct task_struct *task);
1244
1245         void (*update_curr) (struct rq *rq);
1246
1247 #define TASK_SET_GROUP  0
1248 #define TASK_MOVE_GROUP 1
1249
1250 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1251         void (*task_change_group) (struct task_struct *p, int type);
1252 #endif
1253 };
1254
1255 static inline void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1256 {
1257         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
1258 }
1259
1260 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1261 #define for_each_class(class) \
1262    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1263
1264 extern const struct sched_class stop_sched_class;
1265 extern const struct sched_class dl_sched_class;
1266 extern const struct sched_class rt_sched_class;
1267 extern const struct sched_class fair_sched_class;
1268 extern const struct sched_class idle_sched_class;
1269
1270
1271 #ifdef CONFIG_SMP
1272
1273 extern void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu);
1274
1275 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq);
1276
1277 extern void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask);
1278
1279 #endif
1280
1281 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
1282 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1283                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1284 {
1285         rq->idle_state = idle_state;
1286 }
1287
1288 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1289 {
1290         WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1291         return rq->idle_state;
1292 }
1293 #else
1294 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1295                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1296 {
1297 }
1298
1299 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1300 {
1301         return NULL;
1302 }
1303 #endif
1304
1305 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
1306 extern void sched_init_granularity(void);
1307 extern void update_max_interval(void);
1308
1309 extern void init_sched_dl_class(void);
1310 extern void init_sched_rt_class(void);
1311 extern void init_sched_fair_class(void);
1312
1313 extern void resched_curr(struct rq *rq);
1314 extern void resched_cpu(int cpu);
1315
1316 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
1317 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
1318
1319 extern struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
1320 extern void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime);
1321 extern void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1322
1323 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime);
1324
1325 extern void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se);
1326 extern void post_init_entity_util_avg(struct sched_entity *se);
1327
1328 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1329 extern bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq);
1330
1331 /*
1332  * Tick may be needed by tasks in the runqueue depending on their policy and
1333  * requirements. If tick is needed, lets send the target an IPI to kick it out of
1334  * nohz mode if necessary.
1335  */
1336 static inline void sched_update_tick_dependency(struct rq *rq)
1337 {
1338         int cpu;
1339
1340         if (!tick_nohz_full_enabled())
1341                 return;
1342
1343         cpu = cpu_of(rq);
1344
1345         if (!tick_nohz_full_cpu(cpu))
1346                 return;
1347
1348         if (sched_can_stop_tick(rq))
1349                 tick_nohz_dep_clear_cpu(cpu, TICK_DEP_BIT_SCHED);
1350         else
1351                 tick_nohz_dep_set_cpu(cpu, TICK_DEP_BIT_SCHED);
1352 }
1353 #else
1354 static inline void sched_update_tick_dependency(struct rq *rq) { }
1355 #endif
1356
1357 static inline void add_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1358 {
1359         unsigned prev_nr = rq->nr_running;
1360
1361         rq->nr_running = prev_nr + count;
1362
1363         if (prev_nr < 2 && rq->nr_running >= 2) {
1364 #ifdef CONFIG_SMP
1365                 if (!rq->rd->overload)
1366                         rq->rd->overload = true;
1367 #endif
1368         }
1369
1370         sched_update_tick_dependency(rq);
1371 }
1372
1373 static inline void sub_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1374 {
1375         rq->nr_running -= count;
1376         /* Check if we still need preemption */
1377         sched_update_tick_dependency(rq);
1378 }
1379
1380 static inline void rq_last_tick_reset(struct rq *rq)
1381 {
1382 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1383         rq->last_sched_tick = jiffies;
1384 #endif
1385 }
1386
1387 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
1388
1389 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1390 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1391
1392 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1393
1394 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg;
1395 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
1396 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
1397
1398 static inline u64 sched_avg_period(void)
1399 {
1400         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1401 }
1402
1403 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1404
1405 /*
1406  * Use hrtick when:
1407  *  - enabled by features
1408  *  - hrtimer is actually high res
1409  */
1410 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1411 {
1412         if (!sched_feat(HRTICK))
1413                 return 0;
1414         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1415                 return 0;
1416         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1417 }
1418
1419 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
1420
1421 #else
1422
1423 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1424 {
1425         return 0;
1426 }
1427
1428 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1429
1430 #ifdef CONFIG_SMP
1431 extern void sched_avg_update(struct rq *rq);
1432
1433 #ifndef arch_scale_freq_capacity
1434 static __always_inline
1435 unsigned long arch_scale_freq_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
1436 {
1437         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1438 }
1439 #endif
1440
1441 #ifndef arch_scale_cpu_capacity
1442 static __always_inline
1443 unsigned long arch_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
1444 {
1445         if (sd && (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && (sd->span_weight > 1))
1446                 return sd->smt_gain / sd->span_weight;
1447
1448         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1449 }
1450 #endif
1451
1452 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1453 {
1454         rq->rt_avg += rt_delta * arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu_of(rq));
1455         sched_avg_update(rq);
1456 }
1457 #else
1458 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta) { }
1459 static inline void sched_avg_update(struct rq *rq) { }
1460 #endif
1461
1462 struct rq_flags {
1463         unsigned long flags;
1464         struct pin_cookie cookie;
1465 };
1466
1467 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1468         __acquires(rq->lock);
1469 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1470         __acquires(p->pi_lock)
1471         __acquires(rq->lock);
1472
1473 static inline void __task_rq_unlock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1474         __releases(rq->lock)
1475 {
1476         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf->cookie);
1477         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1478 }
1479
1480 static inline void
1481 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1482         __releases(rq->lock)
1483         __releases(p->pi_lock)
1484 {
1485         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf->cookie);
1486         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1487         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
1488 }
1489
1490 #ifdef CONFIG_SMP
1491 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1492
1493 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1494
1495 /*
1496  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1497  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1498  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1499  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1500  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1501  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1502  */
1503 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1504         __releases(this_rq->lock)
1505         __acquires(busiest->lock)
1506         __acquires(this_rq->lock)
1507 {
1508         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1509         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1510
1511         return 1;
1512 }
1513
1514 #else
1515 /*
1516  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1517  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1518  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1519  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1520  * regardless of entry order into the function.
1521  */
1522 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1523         __releases(this_rq->lock)
1524         __acquires(busiest->lock)
1525         __acquires(this_rq->lock)
1526 {
1527         int ret = 0;
1528
1529         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1530                 if (busiest < this_rq) {
1531                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1532                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1533                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1534                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1535                         ret = 1;
1536                 } else
1537                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1538                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1539         }
1540         return ret;
1541 }
1542
1543 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1544
1545 /*
1546  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1547  */
1548 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1549 {
1550         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1551                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1552                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1553                 BUG_ON(1);
1554         }
1555
1556         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1557 }
1558
1559 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1560         __releases(busiest->lock)
1561 {
1562         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1563         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1564 }
1565
1566 static inline void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1567 {
1568         if (l1 > l2)
1569                 swap(l1, l2);
1570
1571         spin_lock(l1);
1572         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1573 }
1574
1575 static inline void double_lock_irq(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1576 {
1577         if (l1 > l2)
1578                 swap(l1, l2);
1579
1580         spin_lock_irq(l1);
1581         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1582 }
1583
1584 static inline void double_raw_lock(raw_spinlock_t *l1, raw_spinlock_t *l2)
1585 {
1586         if (l1 > l2)
1587                 swap(l1, l2);
1588
1589         raw_spin_lock(l1);
1590         raw_spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1591 }
1592
1593 /*
1594  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1595  *
1596  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1597  * you need to do so manually before calling.
1598  */
1599 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1600         __acquires(rq1->lock)
1601         __acquires(rq2->lock)
1602 {
1603         BUG_ON(!irqs_disabled());
1604         if (rq1 == rq2) {
1605                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1606                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1607         } else {
1608                 if (rq1 < rq2) {
1609                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1610                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1611                 } else {
1612                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1613                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1614                 }
1615         }
1616 }
1617
1618 /*
1619  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1620  *
1621  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1622  * you need to do so manually after calling.
1623  */
1624 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1625         __releases(rq1->lock)
1626         __releases(rq2->lock)
1627 {
1628         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1629         if (rq1 != rq2)
1630                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1631         else
1632                 __release(rq2->lock);
1633 }
1634
1635 #else /* CONFIG_SMP */
1636
1637 /*
1638  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1639  *
1640  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1641  * you need to do so manually before calling.
1642  */
1643 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1644         __acquires(rq1->lock)
1645         __acquires(rq2->lock)
1646 {
1647         BUG_ON(!irqs_disabled());
1648         BUG_ON(rq1 != rq2);
1649         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1650         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1651 }
1652
1653 /*
1654  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1655  *
1656  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1657  * you need to do so manually after calling.
1658  */
1659 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1660         __releases(rq1->lock)
1661         __releases(rq2->lock)
1662 {
1663         BUG_ON(rq1 != rq2);
1664         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1665         __release(rq2->lock);
1666 }
1667
1668 #endif
1669
1670 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1671 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1672
1673 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
1674 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1675 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1676 extern void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1677 extern void
1678 print_cfs_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct cfs_rq *cfs_rq);
1679
1680 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1681 extern void
1682 show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m);
1683 extern void
1684 print_numa_stats(struct seq_file *m, int node, unsigned long tsf,
1685         unsigned long tpf, unsigned long gsf, unsigned long gpf);
1686 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1687 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1688
1689 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
1690 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq);
1691 extern void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq);
1692
1693 extern void cfs_bandwidth_usage_inc(void);
1694 extern void cfs_bandwidth_usage_dec(void);
1695
1696 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1697 enum rq_nohz_flag_bits {
1698         NOHZ_TICK_STOPPED,
1699         NOHZ_BALANCE_KICK,
1700 };
1701
1702 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
1703
1704 extern void nohz_balance_exit_idle(unsigned int cpu);
1705 #else
1706 static inline void nohz_balance_exit_idle(unsigned int cpu) { }
1707 #endif
1708
1709 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1710
1711 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1712 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1713
1714 #ifndef CONFIG_64BIT
1715 DECLARE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
1716
1717 static inline void irq_time_write_begin(void)
1718 {
1719         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1720         smp_wmb();
1721 }
1722
1723 static inline void irq_time_write_end(void)
1724 {
1725         smp_wmb();
1726         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1727 }
1728
1729 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1730 {
1731         u64 irq_time;
1732         unsigned seq;
1733
1734         do {
1735                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
1736                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
1737                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1738         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
1739
1740         return irq_time;
1741 }
1742 #else /* CONFIG_64BIT */
1743 static inline void irq_time_write_begin(void)
1744 {
1745 }
1746
1747 static inline void irq_time_write_end(void)
1748 {
1749 }
1750
1751 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1752 {
1753         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1754 }
1755 #endif /* CONFIG_64BIT */
1756 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
1757
1758 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ
1759 DECLARE_PER_CPU(struct update_util_data *, cpufreq_update_util_data);
1760
1761 /**
1762  * cpufreq_update_util - Take a note about CPU utilization changes.
1763  * @time: Current time.
1764  * @util: Current utilization.
1765  * @max: Utilization ceiling.
1766  *
1767  * This function is called by the scheduler on every invocation of
1768  * update_load_avg() on the CPU whose utilization is being updated.
1769  *
1770  * It can only be called from RCU-sched read-side critical sections.
1771  */
1772 static inline void cpufreq_update_util(u64 time, unsigned long util, unsigned long max)
1773 {
1774        struct update_util_data *data;
1775
1776        data = rcu_dereference_sched(*this_cpu_ptr(&cpufreq_update_util_data));
1777        if (data)
1778                data->func(data, time, util, max);
1779 }
1780
1781 /**
1782  * cpufreq_trigger_update - Trigger CPU performance state evaluation if needed.
1783  * @time: Current time.
1784  *
1785  * The way cpufreq is currently arranged requires it to evaluate the CPU
1786  * performance state (frequency/voltage) on a regular basis to prevent it from
1787  * being stuck in a completely inadequate performance level for too long.
1788  * That is not guaranteed to happen if the updates are only triggered from CFS,
1789  * though, because they may not be coming in if RT or deadline tasks are active
1790  * all the time (or there are RT and DL tasks only).
1791  *
1792  * As a workaround for that issue, this function is called by the RT and DL
1793  * sched classes to trigger extra cpufreq updates to prevent it from stalling,
1794  * but that really is a band-aid.  Going forward it should be replaced with
1795  * solutions targeted more specifically at RT and DL tasks.
1796  */
1797 static inline void cpufreq_trigger_update(u64 time)
1798 {
1799         cpufreq_update_util(time, ULONG_MAX, 0);
1800 }
1801 #else
1802 static inline void cpufreq_update_util(u64 time, unsigned long util, unsigned long max) {}
1803 static inline void cpufreq_trigger_update(u64 time) {}
1804 #endif /* CONFIG_CPU_FREQ */
1805
1806 #ifdef arch_scale_freq_capacity
1807 #ifndef arch_scale_freq_invariant
1808 #define arch_scale_freq_invariant()     (true)
1809 #endif
1810 #else /* arch_scale_freq_capacity */
1811 #define arch_scale_freq_invariant()     (false)
1812 #endif