kernel/sched/sched.h

   1
   2 #include <linux/sched.h>
   3 #include <linux/sched/sysctl.h>
   4 #include <linux/sched/rt.h>
   5 #include <linux/sched/deadline.h>
   6 #include <linux/mutex.h>
   7 #include <linux/spinlock.h>
   8 #include <linux/stop_machine.h>
   9 #include <linux/tick.h>
  10 #include <linux/slab.h>
  11
  12 #include "cpupri.h"
  13 #include "cpudeadline.h"
  14 #include "cpuacct.h"
  15
  16 struct rq;
  17
  18 extern __read_mostly int scheduler_running;
  19
  20 extern unsigned long calc_load_update;
  21 extern atomic_long_t calc_load_tasks;
  22
  23 extern long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq);
  24 extern void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq);
  25
  26 /*
  27  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
  28  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
  29  * and back.
  30  */
  31 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
  32 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
  33 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
  34
  35 /*
  36  * 'User priority' is the nice value converted to something we
  37  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
  38  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
  39  */
  40 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
  41 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
  42 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
  43
  44 /*
  45  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
  46  */
  47 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
  48
  49 /*
  50  * Increase resolution of nice-level calculations for 64-bit architectures.
  51  * The extra resolution improves shares distribution and load balancing of
  52  * low-weight task groups (eg. nice +19 on an autogroup), deeper taskgroup
  53  * hierarchies, especially on larger systems. This is not a user-visible change
  54  * and does not change the user-interface for setting shares/weights.
  55  *
  56  * We increase resolution only if we have enough bits to allow this increased
  57  * resolution (i.e. BITS_PER_LONG > 32). The costs for increasing resolution
  58  * when BITS_PER_LONG <= 32 are pretty high and the returns do not justify the
  59  * increased costs.
  60  */
  61 #if 0 /* BITS_PER_LONG > 32 -- currently broken: it increases power usage under light load  */
  62 # define SCHED_LOAD_RESOLUTION  10
  63 # define scale_load(w)          ((w) << SCHED_LOAD_RESOLUTION)
  64 # define scale_load_down(w)     ((w) >> SCHED_LOAD_RESOLUTION)
  65 #else
  66 # define SCHED_LOAD_RESOLUTION  0
  67 # define scale_load(w)          (w)
  68 # define scale_load_down(w)     (w)
  69 #endif
  70
  71 #define SCHED_LOAD_SHIFT        (10 + SCHED_LOAD_RESOLUTION)
  72 #define SCHED_LOAD_SCALE        (1L << SCHED_LOAD_SHIFT)
  73
  74 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
  75 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
  76
  77 /*
  78  * Single value that decides SCHED_DEADLINE internal math precision.
  79  * 10 -> just above 1us
  80  * 9  -> just above 0.5us
  81  */
  82 #define DL_SCALE (10)
  83
  84 /*
  85  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
  86  */
  87
  88 /*
  89  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
  90  */
  91 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
  92
  93 static inline int fair_policy(int policy)
  94 {
  95         return policy == SCHED_NORMAL || policy == SCHED_BATCH;
  96 }
  97
  98 static inline int rt_policy(int policy)
  99 {
 100         return policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR;
 101 }
 102
 103 static inline int dl_policy(int policy)
 104 {
 105         return policy == SCHED_DEADLINE;
 106 }
 107
 108 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
 109 {
 110         return rt_policy(p->policy);
 111 }
 112
 113 static inline int task_has_dl_policy(struct task_struct *p)
 114 {
 115         return dl_policy(p->policy);
 116 }
 117
 118 static inline bool dl_time_before(u64 a, u64 b)
 119 {
 120         return (s64)(a - b) < 0;
 121 }
 122
 123 /*
 124  * Tells if entity @a should preempt entity @b.
 125  */
 126 static inline bool
 127 dl_entity_preempt(struct sched_dl_entity *a, struct sched_dl_entity *b)
 128 {
 129         return dl_time_before(a->deadline, b->deadline);
 130 }
 131
 132 /*
 133  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
 134  */
 135 struct rt_prio_array {
 136         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
 137         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
 138 };
 139
 140 struct rt_bandwidth {
 141         /* nests inside the rq lock: */
 142         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
 143         ktime_t                 rt_period;
 144         u64                     rt_runtime;
 145         struct hrtimer          rt_period_timer;
 146 };
 147 /*
 148  * To keep the bandwidth of -deadline tasks and groups under control
 149  * we need some place where:
 150  *  - store the maximum -deadline bandwidth of the system (the group);
 151  *  - cache the fraction of that bandwidth that is currently allocated.
 152  *
 153  * This is all done in the data structure below. It is similar to the
 154  * one used for RT-throttling (rt_bandwidth), with the main difference
 155  * that, since here we are only interested in admission control, we
 156  * do not decrease any runtime while the group "executes", neither we
 157  * need a timer to replenish it.
 158  *
 159  * With respect to SMP, the bandwidth is given on a per-CPU basis,
 160  * meaning that:
 161  *  - dl_bw (< 100%) is the bandwidth of the system (group) on each CPU;
 162  *  - dl_total_bw array contains, in the i-eth element, the currently
 163  *    allocated bandwidth on the i-eth CPU.
 164  * Moreover, groups consume bandwidth on each CPU, while tasks only
 165  * consume bandwidth on the CPU they're running on.
 166  * Finally, dl_total_bw_cpu is used to cache the index of dl_total_bw
 167  * that will be shown the next time the proc or cgroup controls will
 168  * be red. It on its turn can be changed by writing on its own
 169  * control.
 170  */
 171 struct dl_bandwidth {
 172         raw_spinlock_t dl_runtime_lock;
 173         u64 dl_runtime;
 174         u64 dl_period;
 175 };
 176
 177 static inline int dl_bandwidth_enabled(void)
 178 {
 179         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
 180 }
 181
 182 extern struct dl_bw *dl_bw_of(int i);
 183
 184 struct dl_bw {
 185         raw_spinlock_t lock;
 186         u64 bw, total_bw;
 187 };
 188
 189 extern struct mutex sched_domains_mutex;
 190
 191 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
 192
 193 #include <linux/cgroup.h>
 194
 195 struct cfs_rq;
 196 struct rt_rq;
 197
 198 extern struct list_head task_groups;
 199
 200 struct cfs_bandwidth {
 201 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
 202         raw_spinlock_t lock;
 203         ktime_t period;
 204         u64 quota, runtime;
 205         s64 hierarchal_quota;
 206         u64 runtime_expires;
 207
 208         int idle, timer_active;
 209         struct hrtimer period_timer, slack_timer;
 210         struct list_head throttled_cfs_rq;
 211
 212         /* statistics */
 213         int nr_periods, nr_throttled;
 214         u64 throttled_time;
 215 #endif
 216 };
 217
 218 /* task group related information */
 219 struct task_group {
 220         struct cgroup_subsys_state css;
 221
 222 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 223         /* schedulable entities of this group on each cpu */
 224         struct sched_entity **se;
 225         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
 226         struct cfs_rq **cfs_rq;
 227         unsigned long shares;
 228
 229 #ifdef  CONFIG_SMP
 230         atomic_long_t load_avg;
 231         atomic_t runnable_avg;
 232 #endif
 233 #endif
 234
 235 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 236         struct sched_rt_entity **rt_se;
 237         struct rt_rq **rt_rq;
 238
 239         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
 240 #endif
 241
 242         struct rcu_head rcu;
 243         struct list_head list;
 244
 245         struct task_group *parent;
 246         struct list_head siblings;
 247         struct list_head children;
 248
 249 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
 250         struct autogroup *autogroup;
 251 #endif
 252
 253         struct cfs_bandwidth cfs_bandwidth;
 254 };
 255
 256 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 257 #define ROOT_TASK_GROUP_LOAD    NICE_0_LOAD
 258
 259 /*
 260  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
 261  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
 262  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
 263  * too large, so as the shares value of a task group.
 264  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
 265  *  limitation from this.)
 266  */
 267 #define MIN_SHARES      (1UL <<  1)
 268 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
 269 #endif
 270
 271 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
 272
 273 extern int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
 274                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data);
 275
 276 /*
 277  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
 278  * leaving it for the final time.
 279  *
 280  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
 281  */
 282 static inline int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
 283 {
 284         return walk_tg_tree_from(&root_task_group, down, up, data);
 285 }
 286
 287 extern int tg_nop(struct task_group *tg, void *data);
 288
 289 extern void free_fair_sched_group(struct task_group *tg);
 290 extern int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 291 extern void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu);
 292 extern void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
 293                         struct sched_entity *se, int cpu,
 294                         struct sched_entity *parent);
 295 extern void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 296 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
 297
 298 extern void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 299 extern void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 300 extern void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
 301
 302 extern void free_rt_sched_group(struct task_group *tg);
 303 extern int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 304 extern void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
 305                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu,
 306                 struct sched_rt_entity *parent);
 307
 308 extern struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent);
 309 extern void sched_online_group(struct task_group *tg,
 310                                struct task_group *parent);
 311 extern void sched_destroy_group(struct task_group *tg);
 312 extern void sched_offline_group(struct task_group *tg);
 313
 314 extern void sched_move_task(struct task_struct *tsk);
 315
 316 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 317 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
 318 #endif
 319
 320 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 321
 322 struct cfs_bandwidth { };
 323
 324 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 325
 326 /* CFS-related fields in a runqueue */
 327 struct cfs_rq {
 328         struct load_weight load;
 329         unsigned int nr_running, h_nr_running;
 330
 331         u64 exec_clock;
 332         u64 min_vruntime;
 333 #ifndef CONFIG_64BIT
 334         u64 min_vruntime_copy;
 335 #endif
 336
 337         struct rb_root tasks_timeline;
 338         struct rb_node *rb_leftmost;
 339
 340         /*
 341          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
 342          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
 343          */
 344         struct sched_entity *curr, *next, *last, *skip;
 345
 346 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
 347         unsigned int nr_spread_over;
 348 #endif
 349
 350 #ifdef CONFIG_SMP
 351         /*
 352          * CFS Load tracking
 353          * Under CFS, load is tracked on a per-entity basis and aggregated up.
 354          * This allows for the description of both thread and group usage (in
 355          * the FAIR_GROUP_SCHED case).
 356          */
 357         unsigned long runnable_load_avg, blocked_load_avg;
 358         atomic64_t decay_counter;
 359         u64 last_decay;
 360         atomic_long_t removed_load;
 361
 362 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 363         /* Required to track per-cpu representation of a task_group */
 364         u32 tg_runnable_contrib;
 365         unsigned long tg_load_contrib;
 366
 367         /*
 368          *   h_load = weight * f(tg)
 369          *
 370          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
 371          * this group.
 372          */
 373         unsigned long h_load;
 374         u64 last_h_load_update;
 375         struct sched_entity *h_load_next;
 376 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 377 #endif /* CONFIG_SMP */
 378
 379 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 380         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
 381
 382         /*
 383          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
 384          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
 385          * (like users, containers etc.)
 386          *
 387          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
 388          * list is used during load balance.
 389          */
 390         int on_list;
 391         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
 392         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
 393
 394 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
 395         int runtime_enabled;
 396         u64 runtime_expires;
 397         s64 runtime_remaining;
 398
 399         u64 throttled_clock, throttled_clock_task;
 400         u64 throttled_clock_task_time;
 401         int throttled, throttle_count;
 402         struct list_head throttled_list;
 403 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
 404 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 405 };
 406
 407 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
 408 {
 409         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
 410 }
 411
 412 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
 413 struct rt_rq {
 414         struct rt_prio_array active;
 415         unsigned int rt_nr_running;
 416 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 417         struct {
 418                 int curr; /* highest queued rt task prio */
 419 #ifdef CONFIG_SMP
 420                 int next; /* next highest */
 421 #endif
 422         } highest_prio;
 423 #endif
 424 #ifdef CONFIG_SMP
 425         unsigned long rt_nr_migratory;
 426         unsigned long rt_nr_total;
 427         int overloaded;
 428         struct plist_head pushable_tasks;
 429 #endif
 430         int rt_throttled;
 431         u64 rt_time;
 432         u64 rt_runtime;
 433         /* Nests inside the rq lock: */
 434         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
 435
 436 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 437         unsigned long rt_nr_boosted;
 438
 439         struct rq *rq;
 440         struct task_group *tg;
 441 #endif
 442 };
 443
 444 /* Deadline class' related fields in a runqueue */
 445 struct dl_rq {
 446         /* runqueue is an rbtree, ordered by deadline */
 447         struct rb_root rb_root;
 448         struct rb_node *rb_leftmost;
 449
 450         unsigned long dl_nr_running;
 451
 452 #ifdef CONFIG_SMP
 453         /*
 454          * Deadline values of the currently executing and the
 455          * earliest ready task on this rq. Caching these facilitates
 456          * the decision wether or not a ready but not running task
 457          * should migrate somewhere else.
 458          */
 459         struct {
 460                 u64 curr;
 461                 u64 next;
 462         } earliest_dl;
 463
 464         unsigned long dl_nr_migratory;
 465         unsigned long dl_nr_total;
 466         int overloaded;
 467
 468         /*
 469          * Tasks on this rq that can be pushed away. They are kept in
 470          * an rb-tree, ordered by tasks' deadlines, with caching
 471          * of the leftmost (earliest deadline) element.
 472          */
 473         struct rb_root pushable_dl_tasks_root;
 474         struct rb_node *pushable_dl_tasks_leftmost;
 475 #else
 476         struct dl_bw dl_bw;
 477 #endif
 478 };
 479
 480 #ifdef CONFIG_SMP
 481
 482 /*
 483  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
 484  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
 485  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
 486  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
 487  * object.
 488  *
 489  */
 490 struct root_domain {
 491         atomic_t refcount;
 492         atomic_t rto_count;
 493         struct rcu_head rcu;
 494         cpumask_var_t span;
 495         cpumask_var_t online;
 496
 497         /*
 498          * The bit corresponding to a CPU gets set here if such CPU has more
 499          * than one runnable -deadline task (as it is below for RT tasks).
 500          */
 501         cpumask_var_t dlo_mask;
 502         atomic_t dlo_count;
 503         struct dl_bw dl_bw;
 504         struct cpudl cpudl;
 505
 506         /*
 507          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
 508          * one runnable RT task.
 509          */
 510         cpumask_var_t rto_mask;
 511         struct cpupri cpupri;
 512 };
 513
 514 extern struct root_domain def_root_domain;
 515
 516 #endif /* CONFIG_SMP */
 517
 518 /*
 519  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
 520  *
 521  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
 522  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
 523  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
 524  */
 525 struct rq {
 526         /* runqueue lock: */
 527         raw_spinlock_t lock;
 528
 529         /*
 530          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
 531          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
 532          */
 533         unsigned int nr_running;
 534 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 535         unsigned int nr_numa_running;
 536         unsigned int nr_preferred_running;
 537 #endif
 538         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
 539         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
 540         unsigned long last_load_update_tick;
 541 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
 542         u64 nohz_stamp;
 543         unsigned long nohz_flags;
 544 #endif
 545 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
 546         unsigned long last_sched_tick;
 547 #endif
 548         int skip_clock_update;
 549
 550         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
 551         struct load_weight load;
 552         unsigned long nr_load_updates;
 553         u64 nr_switches;
 554
 555         struct cfs_rq cfs;
 556         struct rt_rq rt;
 557         struct dl_rq dl;
 558
 559 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 560         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
 561         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
 562 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 563
 564 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 565         struct list_head leaf_rt_rq_list;
 566 #endif
 567
 568         /*
 569          * This is part of a global counter where only the total sum
 570          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
 571          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
 572          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
 573          */
 574         unsigned long nr_uninterruptible;
 575
 576         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
 577         unsigned long next_balance;
 578         struct mm_struct *prev_mm;
 579
 580         u64 clock;
 581         u64 clock_task;
 582
 583         atomic_t nr_iowait;
 584
 585 #ifdef CONFIG_SMP
 586         struct root_domain *rd;
 587         struct sched_domain *sd;
 588
 589         unsigned long cpu_power;
 590
 591         unsigned char idle_balance;
 592         /* For active balancing */
 593         int post_schedule;
 594         int active_balance;
 595         int push_cpu;
 596         struct cpu_stop_work active_balance_work;
 597         /* cpu of this runqueue: */
 598         int cpu;
 599         int online;
 600
 601         struct list_head cfs_tasks;
 602
 603         u64 rt_avg;
 604         u64 age_stamp;
 605         u64 idle_stamp;
 606         u64 avg_idle;
 607
 608         /* This is used to determine avg_idle's max value */
 609         u64 max_idle_balance_cost;
 610 #endif
 611
 612 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
 613         u64 prev_irq_time;
 614 #endif
 615 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 616         u64 prev_steal_time;
 617 #endif
 618 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
 619         u64 prev_steal_time_rq;
 620 #endif
 621
 622         /* calc_load related fields */
 623         unsigned long calc_load_update;
 624         long calc_load_active;
 625
 626 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
 627 #ifdef CONFIG_SMP
 628         int hrtick_csd_pending;
 629         struct call_single_data hrtick_csd;
 630 #endif
 631         struct hrtimer hrtick_timer;
 632 #endif
 633
 634 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 635         /* latency stats */
 636         struct sched_info rq_sched_info;
 637         unsigned long long rq_cpu_time;
 638         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
 639
 640         /* sys_sched_yield() stats */
 641         unsigned int yld_count;
 642
 643         /* schedule() stats */
 644         unsigned int sched_count;
 645         unsigned int sched_goidle;
 646
 647         /* try_to_wake_up() stats */
 648         unsigned int ttwu_count;
 649         unsigned int ttwu_local;
 650 #endif
 651
 652 #ifdef CONFIG_SMP
 653         struct llist_head wake_list;
 654 #endif
 655
 656         struct sched_avg avg;
 657 };
 658
 659 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
 660 {
 661 #ifdef CONFIG_SMP
 662         return rq->cpu;
 663 #else
 664         return 0;
 665 #endif
 666 }
 667
 668 DECLARE_PER_CPU(struct rq, runqueues);
 669
 670 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
 671 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
 672 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
 673 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
 674 #define raw_rq()                (&__raw_get_cpu_var(runqueues))
 675
 676 static inline u64 rq_clock(struct rq *rq)
 677 {
 678         return rq->clock;
 679 }
 680
 681 static inline u64 rq_clock_task(struct rq *rq)
 682 {
 683         return rq->clock_task;
 684 }
 685
 686 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 687 extern void sched_setnuma(struct task_struct *p, int node);
 688 extern int migrate_task_to(struct task_struct *p, int cpu);
 689 extern int migrate_swap(struct task_struct *, struct task_struct *);
 690 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
 691
 692 #ifdef CONFIG_SMP
 693
 694 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
 695         rcu_dereference_check((p), \
 696                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
 697
 698 /*
 699  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
 700  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
 701  *
 702  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
 703  * preempt-disabled sections.
 704  */
 705 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
 706         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
 707                         __sd; __sd = __sd->parent)
 708
 709 #define for_each_lower_domain(sd) for (; sd; sd = sd->child)
 710
 711 /**
 712  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
 713  * @cpu:        The cpu whose highest level of sched domain is to
 714  *              be returned.
 715  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
 716  *              for the given cpu.
 717  *
 718  * Returns the highest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
 719  */
 720 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
 721 {
 722         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
 723
 724         for_each_domain(cpu, sd) {
 725                 if (!(sd->flags & flag))
 726                         break;
 727                 hsd = sd;
 728         }
 729
 730         return hsd;
 731 }
 732
 733 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
 734 {
 735         struct sched_domain *sd;
 736
 737         for_each_domain(cpu, sd) {
 738                 if (sd->flags & flag)
 739                         break;
 740         }
 741
 742         return sd;
 743 }
 744
 745 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
 746 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
 747 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
 748 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
 749 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
 750 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
 751
 752 struct sched_group_power {
 753         atomic_t ref;
 754         /*
 755          * CPU power of this group, SCHED_LOAD_SCALE being max power for a
 756          * single CPU.
 757          */
 758         unsigned int power, power_orig;
 759         unsigned long next_update;
 760         int imbalance; /* XXX unrelated to power but shared group state */
 761         /*
 762          * Number of busy cpus in this group.
 763          */
 764         atomic_t nr_busy_cpus;
 765
 766         unsigned long cpumask[0]; /* iteration mask */
 767 };
 768
 769 struct sched_group {
 770         struct sched_group *next;       /* Must be a circular list */
 771         atomic_t ref;
 772
 773         unsigned int group_weight;
 774         struct sched_group_power *sgp;
 775
 776         /*
 777          * The CPUs this group covers.
 778          *
 779          * NOTE: this field is variable length. (Allocated dynamically
 780          * by attaching extra space to the end of the structure,
 781          * depending on how many CPUs the kernel has booted up with)
 782          */
 783         unsigned long cpumask[0];
 784 };
 785
 786 static inline struct cpumask *sched_group_cpus(struct sched_group *sg)
 787 {
 788         return to_cpumask(sg->cpumask);
 789 }
 790
 791 /*
 792  * cpumask masking which cpus in the group are allowed to iterate up the domain
 793  * tree.
 794  */
 795 static inline struct cpumask *sched_group_mask(struct sched_group *sg)
 796 {
 797         return to_cpumask(sg->sgp->cpumask);
 798 }
 799
 800 /**
 801  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
 802  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
 803  */
 804 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
 805 {
 806         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
 807 }
 808
 809 extern int group_balance_cpu(struct sched_group *sg);
 810
 811 #endif /* CONFIG_SMP */
 812
 813 #include "stats.h"
 814 #include "auto_group.h"
 815
 816 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
 817
 818 /*
 819  * Return the group to which this tasks belongs.
 820  *
 821  * We cannot use task_css() and friends because the cgroup subsystem
 822  * changes that value before the cgroup_subsys::attach() method is called,
 823  * therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
 824  *
 825  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
 826  * core changes this before calling sched_move_task().
 827  *
 828  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
 829  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
 830  */
 831 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 832 {
 833         return p->sched_task_group;
 834 }
 835
 836 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
 837 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 838 {
 839 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
 840         struct task_group *tg = task_group(p);
 841 #endif
 842
 843 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 844         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
 845         p->se.parent = tg->se[cpu];
 846 #endif
 847
 848 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 849         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
 850         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
 851 #endif
 852 }
 853
 854 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 855
 856 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
 857 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 858 {
 859         return NULL;
 860 }
 861
 862 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 863
 864 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 865 {
 866         set_task_rq(p, cpu);
 867 #ifdef CONFIG_SMP
 868         /*
 869          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
 870          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
 871          * per-task data have been completed by this moment.
 872          */
 873         smp_wmb();
 874         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
 875         p->wake_cpu = cpu;
 876 #endif
 877 }
 878
 879 /*
 880  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
 881  */
 882 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 883 # include <linux/static_key.h>
 884 # define const_debug __read_mostly
 885 #else
 886 # define const_debug const
 887 #endif
 888
 889 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
 890
 891 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
 892         __SCHED_FEAT_##name ,
 893
 894 enum {
 895 #include "features.h"
 896         __SCHED_FEAT_NR,
 897 };
 898
 899 #undef SCHED_FEAT
 900
 901 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
 902 static __always_inline bool static_branch__true(struct static_key *key)
 903 {
 904         return static_key_true(key); /* Not out of line branch. */
 905 }
 906
 907 static __always_inline bool static_branch__false(struct static_key *key)
 908 {
 909         return static_key_false(key); /* Out of line branch. */
 910 }
 911
 912 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
 913 static __always_inline bool static_branch_##name(struct static_key *key) \
 914 {                                                                       \
 915         return static_branch__##enabled(key);                           \
 916 }
 917
 918 #include "features.h"
 919
 920 #undef SCHED_FEAT
 921
 922 extern struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
 923 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
 924 #else /* !(SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL) */
 925 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
 926 #endif /* SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL */
 927
 928 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 929 #define sched_feat_numa(x) sched_feat(x)
 930 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 931 #define numabalancing_enabled sched_feat_numa(NUMA)
 932 #else
 933 extern bool numabalancing_enabled;
 934 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
 935 #else
 936 #define sched_feat_numa(x) (0)
 937 #define numabalancing_enabled (0)
 938 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
 939
 940 static inline u64 global_rt_period(void)
 941 {
 942         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
 943 }
 944
 945 static inline u64 global_rt_runtime(void)
 946 {
 947         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
 948                 return RUNTIME_INF;
 949
 950         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
 951 }
 952
 953 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 954 {
 955         return rq->curr == p;
 956 }
 957
 958 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 959 {
 960 #ifdef CONFIG_SMP
 961         return p->on_cpu;
 962 #else
 963         return task_current(rq, p);
 964 #endif
 965 }
 966
 967
 968 #ifndef prepare_arch_switch
 969 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
 970 #endif
 971 #ifndef finish_arch_switch
 972 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
 973 #endif
 974 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
 975 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
 976 #endif
 977
 978 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
 979 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
 980 {
 981 #ifdef CONFIG_SMP
 982         /*
 983          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
 984          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
 985          * here.
 986          */
 987         next->on_cpu = 1;
 988 #endif
 989 }
 990
 991 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 992 {
 993 #ifdef CONFIG_SMP
 994         /*
 995          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
 996          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
 997          * finished.
 998          */
 999         smp_wmb();
1000         prev->on_cpu = 0;
1001 #endif
1002 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
1003         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
1004         rq->lock.owner = current;
1005 #endif
1006         /*
1007          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
1008          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
1009          * prev into current:
1010          */
1011         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
1012
1013         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1014 }
1015
1016 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
1017 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1018 {
1019 #ifdef CONFIG_SMP
1020         /*
1021          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1022          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1023          * here.
1024          */
1025         next->on_cpu = 1;
1026 #endif
1027         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1028 }
1029
1030 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1031 {
1032 #ifdef CONFIG_SMP
1033         /*
1034          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1035          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1036          * finished.
1037          */
1038         smp_wmb();
1039         prev->on_cpu = 0;
1040 #endif
1041         local_irq_enable();
1042 }
1043 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
1044
1045 /*
1046  * wake flags
1047  */
1048 #define WF_SYNC         0x01            /* waker goes to sleep after wakeup */
1049 #define WF_FORK         0x02            /* child wakeup after fork */
1050 #define WF_MIGRATED     0x4             /* internal use, task got migrated */
1051
1052 /*
1053  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1054  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1055  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1056  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1057  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1058  * slice expiry etc.
1059  */
1060
1061 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1062 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1063
1064 /*
1065  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1066  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1067  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1068  * that remained on nice 0.
1069  *
1070  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1071  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1072  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1073  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1074  * the relative distance between them is ~25%.)
1075  */
1076 static const int prio_to_weight[40] = {
1077  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1078  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1079  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1080  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1081  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1082  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1083  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1084  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1085 };
1086
1087 /*
1088  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1089  *
1090  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1091  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1092  * into multiplications:
1093  */
1094 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1095  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1096  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1097  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1098  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1099  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1100  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1101  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1102  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1103 };
1104
1105 #define ENQUEUE_WAKEUP          1
1106 #define ENQUEUE_HEAD            2
1107 #ifdef CONFIG_SMP
1108 #define ENQUEUE_WAKING          4       /* sched_class::task_waking was called */
1109 #else
1110 #define ENQUEUE_WAKING          0
1111 #endif
1112 #define ENQUEUE_REPLENISH       8
1113
1114 #define DEQUEUE_SLEEP           1
1115
1116 struct sched_class {
1117         const struct sched_class *next;
1118
1119         void (*enqueue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1120         void (*dequeue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1121         void (*yield_task) (struct rq *rq);
1122         bool (*yield_to_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt);
1123
1124         void (*check_preempt_curr) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1125
1126         struct task_struct * (*pick_next_task) (struct rq *rq);
1127         void (*put_prev_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p);
1128
1129 #ifdef CONFIG_SMP
1130         int  (*select_task_rq)(struct task_struct *p, int task_cpu, int sd_flag, int flags);
1131         void (*migrate_task_rq)(struct task_struct *p, int next_cpu);
1132
1133         void (*pre_schedule) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1134         void (*post_schedule) (struct rq *this_rq);
1135         void (*task_waking) (struct task_struct *task);
1136         void (*task_woken) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1137
1138         void (*set_cpus_allowed)(struct task_struct *p,
1139                                  const struct cpumask *newmask);
1140
1141         void (*rq_online)(struct rq *rq);
1142         void (*rq_offline)(struct rq *rq);
1143 #endif
1144
1145         void (*set_curr_task) (struct rq *rq);
1146         void (*task_tick) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued);
1147         void (*task_fork) (struct task_struct *p);
1148         void (*task_dead) (struct task_struct *p);
1149
1150         void (*switched_from) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1151         void (*switched_to) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1152         void (*prio_changed) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task,
1153                              int oldprio);
1154
1155         unsigned int (*get_rr_interval) (struct rq *rq,
1156                                          struct task_struct *task);
1157
1158 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1159         void (*task_move_group) (struct task_struct *p, int on_rq);
1160 #endif
1161 };
1162
1163 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1164 #define for_each_class(class) \
1165    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1166
1167 extern const struct sched_class stop_sched_class;
1168 extern const struct sched_class dl_sched_class;
1169 extern const struct sched_class rt_sched_class;
1170 extern const struct sched_class fair_sched_class;
1171 extern const struct sched_class idle_sched_class;
1172
1173
1174 #ifdef CONFIG_SMP
1175
1176 extern void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu);
1177
1178 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq);
1179 extern void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq);
1180
1181 extern void idle_enter_fair(struct rq *this_rq);
1182 extern void idle_exit_fair(struct rq *this_rq);
1183
1184 #else   /* CONFIG_SMP */
1185
1186 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
1187 {
1188 }
1189
1190 #endif
1191
1192 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
1193 extern void sched_init_granularity(void);
1194 extern void update_max_interval(void);
1195
1196 extern void init_sched_dl_class(void);
1197 extern void init_sched_rt_class(void);
1198 extern void init_sched_fair_class(void);
1199 extern void init_sched_dl_class(void);
1200
1201 extern void resched_task(struct task_struct *p);
1202 extern void resched_cpu(int cpu);
1203
1204 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
1205 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
1206
1207 extern struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
1208 extern void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime);
1209 extern void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1210
1211 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime);
1212
1213 extern void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq);
1214
1215 extern void init_task_runnable_average(struct task_struct *p);
1216
1217 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
1218 static inline u64 steal_ticks(u64 steal)
1219 {
1220         if (unlikely(steal > NSEC_PER_SEC))
1221                 return div_u64(steal, TICK_NSEC);
1222
1223         return __iter_div_u64_rem(steal, TICK_NSEC, &steal);
1224 }
1225 #endif
1226
1227 static inline void inc_nr_running(struct rq *rq)
1228 {
1229         rq->nr_running++;
1230
1231 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1232         if (rq->nr_running == 2) {
1233                 if (tick_nohz_full_cpu(rq->cpu)) {
1234                         /* Order rq->nr_running write against the IPI */
1235                         smp_wmb();
1236                         smp_send_reschedule(rq->cpu);
1237                 }
1238        }
1239 #endif
1240 }
1241
1242 static inline void dec_nr_running(struct rq *rq)
1243 {
1244         rq->nr_running--;
1245 }
1246
1247 static inline void rq_last_tick_reset(struct rq *rq)
1248 {
1249 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1250         rq->last_sched_tick = jiffies;
1251 #endif
1252 }
1253
1254 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
1255
1256 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1257 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1258
1259 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1260
1261 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg;
1262 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
1263 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
1264
1265 static inline u64 sched_avg_period(void)
1266 {
1267         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1268 }
1269
1270 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1271
1272 /*
1273  * Use hrtick when:
1274  *  - enabled by features
1275  *  - hrtimer is actually high res
1276  */
1277 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1278 {
1279         if (!sched_feat(HRTICK))
1280                 return 0;
1281         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1282                 return 0;
1283         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1284 }
1285
1286 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
1287
1288 #else
1289
1290 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1291 {
1292         return 0;
1293 }
1294
1295 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1296
1297 #ifdef CONFIG_SMP
1298 extern void sched_avg_update(struct rq *rq);
1299 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1300 {
1301         rq->rt_avg += rt_delta;
1302         sched_avg_update(rq);
1303 }
1304 #else
1305 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta) { }
1306 static inline void sched_avg_update(struct rq *rq) { }
1307 #endif
1308
1309 extern void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period);
1310
1311 #ifdef CONFIG_SMP
1312 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1313
1314 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1315
1316 /*
1317  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1318  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1319  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1320  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1321  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1322  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1323  */
1324 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1325         __releases(this_rq->lock)
1326         __acquires(busiest->lock)
1327         __acquires(this_rq->lock)
1328 {
1329         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1330         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1331
1332         return 1;
1333 }
1334
1335 #else
1336 /*
1337  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1338  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1339  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1340  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1341  * regardless of entry order into the function.
1342  */
1343 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1344         __releases(this_rq->lock)
1345         __acquires(busiest->lock)
1346         __acquires(this_rq->lock)
1347 {
1348         int ret = 0;
1349
1350         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1351                 if (busiest < this_rq) {
1352                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1353                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1354                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1355                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1356                         ret = 1;
1357                 } else
1358                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1359                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1360         }
1361         return ret;
1362 }
1363
1364 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1365
1366 /*
1367  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1368  */
1369 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1370 {
1371         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1372                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1373                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1374                 BUG_ON(1);
1375         }
1376
1377         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1378 }
1379
1380 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1381         __releases(busiest->lock)
1382 {
1383         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1384         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1385 }
1386
1387 static inline void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1388 {
1389         if (l1 > l2)
1390                 swap(l1, l2);
1391
1392         spin_lock(l1);
1393         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1394 }
1395
1396 static inline void double_raw_lock(raw_spinlock_t *l1, raw_spinlock_t *l2)
1397 {
1398         if (l1 > l2)
1399                 swap(l1, l2);
1400
1401         raw_spin_lock(l1);
1402         raw_spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1403 }
1404
1405 /*
1406  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1407  *
1408  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1409  * you need to do so manually before calling.
1410  */
1411 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1412         __acquires(rq1->lock)
1413         __acquires(rq2->lock)
1414 {
1415         BUG_ON(!irqs_disabled());
1416         if (rq1 == rq2) {
1417                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1418                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1419         } else {
1420                 if (rq1 < rq2) {
1421                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1422                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1423                 } else {
1424                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1425                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1426                 }
1427         }
1428 }
1429
1430 /*
1431  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1432  *
1433  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1434  * you need to do so manually after calling.
1435  */
1436 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1437         __releases(rq1->lock)
1438         __releases(rq2->lock)
1439 {
1440         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1441         if (rq1 != rq2)
1442                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1443         else
1444                 __release(rq2->lock);
1445 }
1446
1447 #else /* CONFIG_SMP */
1448
1449 /*
1450  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1451  *
1452  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1453  * you need to do so manually before calling.
1454  */
1455 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1456         __acquires(rq1->lock)
1457         __acquires(rq2->lock)
1458 {
1459         BUG_ON(!irqs_disabled());
1460         BUG_ON(rq1 != rq2);
1461         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1462         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1463 }
1464
1465 /*
1466  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1467  *
1468  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1469  * you need to do so manually after calling.
1470  */
1471 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1472         __releases(rq1->lock)
1473         __releases(rq2->lock)
1474 {
1475         BUG_ON(rq1 != rq2);
1476         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1477         __release(rq2->lock);
1478 }
1479
1480 #endif
1481
1482 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1483 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1484 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1485 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1486
1487 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
1488 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq, struct rq *rq);
1489 extern void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq, struct rq *rq);
1490
1491 extern void cfs_bandwidth_usage_inc(void);
1492 extern void cfs_bandwidth_usage_dec(void);
1493
1494 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1495 enum rq_nohz_flag_bits {
1496         NOHZ_TICK_STOPPED,
1497         NOHZ_BALANCE_KICK,
1498 };
1499
1500 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
1501 #endif
1502
1503 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1504
1505 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1506 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1507
1508 #ifndef CONFIG_64BIT
1509 DECLARE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
1510
1511 static inline void irq_time_write_begin(void)
1512 {
1513         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1514         smp_wmb();
1515 }
1516
1517 static inline void irq_time_write_end(void)
1518 {
1519         smp_wmb();
1520         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1521 }
1522
1523 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1524 {
1525         u64 irq_time;
1526         unsigned seq;
1527
1528         do {
1529                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
1530                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
1531                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1532         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
1533
1534         return irq_time;
1535 }
1536 #else /* CONFIG_64BIT */
1537 static inline void irq_time_write_begin(void)
1538 {
1539 }
1540
1541 static inline void irq_time_write_end(void)
1542 {
1543 }
1544
1545 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1546 {
1547         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1548 }
1549 #endif /* CONFIG_64BIT */
1550 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */