c64fc5114004f6a893a1bf942a49f3df1d6c8fea
[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
570 extern struct root_domain def_root_domain;
571
572 #endif /* CONFIG_SMP */
573
574 /*
575  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
576  *
577  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
578  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
579  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
580  */
581 struct rq {
582         /* runqueue lock: */
583         raw_spinlock_t lock;
584
585         /*
586          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
587          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
588          */
589         unsigned int nr_running;
590 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
591         unsigned int nr_numa_running;
592         unsigned int nr_preferred_running;
593 #endif
594         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
595         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
596 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
597 #ifdef CONFIG_SMP
598         unsigned long last_load_update_tick;
599 #endif /* CONFIG_SMP */
600         u64 nohz_stamp;
601         unsigned long nohz_flags;
602 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
603 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
604         unsigned long last_sched_tick;
605 #endif
606         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
607         struct load_weight load;
608         unsigned long nr_load_updates;
609         u64 nr_switches;
610
611         struct cfs_rq cfs;
612         struct rt_rq rt;
613         struct dl_rq dl;
614
615 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
616         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
617         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
618 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
619
620         /*
621          * This is part of a global counter where only the total sum
622          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
623          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
624          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
625          */
626         unsigned long nr_uninterruptible;
627
628         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
629         unsigned long next_balance;
630         struct mm_struct *prev_mm;
631
632         unsigned int clock_skip_update;
633         u64 clock;
634         u64 clock_task;
635
636         atomic_t nr_iowait;
637
638 #ifdef CONFIG_SMP
639         struct root_domain *rd;
640         struct sched_domain *sd;
641
642         unsigned long cpu_capacity;
643         unsigned long cpu_capacity_orig;
644
645         struct callback_head *balance_callback;
646
647         unsigned char idle_balance;
648         /* For active balancing */
649         int active_balance;
650         int push_cpu;
651         struct cpu_stop_work active_balance_work;
652         /* cpu of this runqueue: */
653         int cpu;
654         int online;
655
656         struct list_head cfs_tasks;
657
658         u64 rt_avg;
659         u64 age_stamp;
660         u64 idle_stamp;
661         u64 avg_idle;
662
663         /* This is used to determine avg_idle's max value */
664         u64 max_idle_balance_cost;
665 #endif
666
667 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
668         u64 prev_irq_time;
669 #endif
670 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
671         u64 prev_steal_time;
672 #endif
673 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
674         u64 prev_steal_time_rq;
675 #endif
676
677         /* calc_load related fields */
678         unsigned long calc_load_update;
679         long calc_load_active;
680
681 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
682 #ifdef CONFIG_SMP
683         int hrtick_csd_pending;
684         struct call_single_data hrtick_csd;
685 #endif
686         struct hrtimer hrtick_timer;
687 #endif
688
689 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
690         /* latency stats */
691         struct sched_info rq_sched_info;
692         unsigned long long rq_cpu_time;
693         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
694
695         /* sys_sched_yield() stats */
696         unsigned int yld_count;
697
698         /* schedule() stats */
699         unsigned int sched_count;
700         unsigned int sched_goidle;
701
702         /* try_to_wake_up() stats */
703         unsigned int ttwu_count;
704         unsigned int ttwu_local;
705 #endif
706
707 #ifdef CONFIG_SMP
708         struct llist_head wake_list;
709 #endif
710
711 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
712         /* Must be inspected within a rcu lock section */
713         struct cpuidle_state *idle_state;
714 #endif
715 };
716
717 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
718 {
719 #ifdef CONFIG_SMP
720         return rq->cpu;
721 #else
722         return 0;
723 #endif
724 }
725
726 DECLARE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
727
728 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
729 #define this_rq()               this_cpu_ptr(&runqueues)
730 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
731 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
732 #define raw_rq()                raw_cpu_ptr(&runqueues)
733
734 static inline u64 __rq_clock_broken(struct rq *rq)
735 {
736         return READ_ONCE(rq->clock);
737 }
738
739 static inline u64 rq_clock(struct rq *rq)
740 {
741         lockdep_assert_held(&rq->lock);
742         return rq->clock;
743 }
744
745 static inline u64 rq_clock_task(struct rq *rq)
746 {
747         lockdep_assert_held(&rq->lock);
748         return rq->clock_task;
749 }
750
751 #define RQCF_REQ_SKIP   0x01
752 #define RQCF_ACT_SKIP   0x02
753
754 static inline void rq_clock_skip_update(struct rq *rq, bool skip)
755 {
756         lockdep_assert_held(&rq->lock);
757         if (skip)
758                 rq->clock_skip_update |= RQCF_REQ_SKIP;
759         else
760                 rq->clock_skip_update &= ~RQCF_REQ_SKIP;
761 }
762
763 #ifdef CONFIG_NUMA
764 enum numa_topology_type {
765         NUMA_DIRECT,
766         NUMA_GLUELESS_MESH,
767         NUMA_BACKPLANE,
768 };
769 extern enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
770 extern int sched_max_numa_distance;
771 extern bool find_numa_distance(int distance);
772 #endif
773
774 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
775 /* The regions in numa_faults array from task_struct */
776 enum numa_faults_stats {
777         NUMA_MEM = 0,
778         NUMA_CPU,
779         NUMA_MEMBUF,
780         NUMA_CPUBUF
781 };
782 extern void sched_setnuma(struct task_struct *p, int node);
783 extern int migrate_task_to(struct task_struct *p, int cpu);
784 extern int migrate_swap(struct task_struct *, struct task_struct *);
785 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
786
787 #ifdef CONFIG_SMP
788
789 static inline void
790 queue_balance_callback(struct rq *rq,
791                        struct callback_head *head,
792                        void (*func)(struct rq *rq))
793 {
794         lockdep_assert_held(&rq->lock);
795
796         if (unlikely(head->next))
797                 return;
798
799         head->func = (void (*)(struct callback_head *))func;
800         head->next = rq->balance_callback;
801         rq->balance_callback = head;
802 }
803
804 extern void sched_ttwu_pending(void);
805
806 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
807         rcu_dereference_check((p), \
808                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
809
810 /*
811  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
812  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
813  *
814  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
815  * preempt-disabled sections.
816  */
817 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
818         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
819                         __sd; __sd = __sd->parent)
820
821 #define for_each_lower_domain(sd) for (; sd; sd = sd->child)
822
823 /**
824  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
825  * @cpu:        The cpu whose highest level of sched domain is to
826  *              be returned.
827  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
828  *              for the given cpu.
829  *
830  * Returns the highest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
831  */
832 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
833 {
834         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
835
836         for_each_domain(cpu, sd) {
837                 if (!(sd->flags & flag))
838                         break;
839                 hsd = sd;
840         }
841
842         return hsd;
843 }
844
845 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
846 {
847         struct sched_domain *sd;
848
849         for_each_domain(cpu, sd) {
850                 if (sd->flags & flag)
851                         break;
852         }
853
854         return sd;
855 }
856
857 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
858 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
859 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
860 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
861 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
862 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
863
864 struct sched_group_capacity {
865         atomic_t ref;
866         /*
867          * CPU capacity of this group, SCHED_CAPACITY_SCALE being max capacity
868          * for a single CPU.
869          */
870         unsigned int capacity;
871         unsigned long next_update;
872         int imbalance; /* XXX unrelated to capacity but shared group state */
873         /*
874          * Number of busy cpus in this group.
875          */
876         atomic_t nr_busy_cpus;
877
878         unsigned long cpumask[0]; /* iteration mask */
879 };
880
881 struct sched_group {
882         struct sched_group *next;       /* Must be a circular list */
883         atomic_t ref;
884
885         unsigned int group_weight;
886         struct sched_group_capacity *sgc;
887
888         /*
889          * The CPUs this group covers.
890          *
891          * NOTE: this field is variable length. (Allocated dynamically
892          * by attaching extra space to the end of the structure,
893          * depending on how many CPUs the kernel has booted up with)
894          */
895         unsigned long cpumask[0];
896 };
897
898 static inline struct cpumask *sched_group_cpus(struct sched_group *sg)
899 {
900         return to_cpumask(sg->cpumask);
901 }
902
903 /*
904  * cpumask masking which cpus in the group are allowed to iterate up the domain
905  * tree.
906  */
907 static inline struct cpumask *sched_group_mask(struct sched_group *sg)
908 {
909         return to_cpumask(sg->sgc->cpumask);
910 }
911
912 /**
913  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
914  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
915  */
916 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
917 {
918         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
919 }
920
921 extern int group_balance_cpu(struct sched_group *sg);
922
923 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
924 void register_sched_domain_sysctl(void);
925 void unregister_sched_domain_sysctl(void);
926 #else
927 static inline void register_sched_domain_sysctl(void)
928 {
929 }
930 static inline void unregister_sched_domain_sysctl(void)
931 {
932 }
933 #endif
934
935 #else
936
937 static inline void sched_ttwu_pending(void) { }
938
939 #endif /* CONFIG_SMP */
940
941 #include "stats.h"
942 #include "auto_group.h"
943
944 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
945
946 /*
947  * Return the group to which this tasks belongs.
948  *
949  * We cannot use task_css() and friends because the cgroup subsystem
950  * changes that value before the cgroup_subsys::attach() method is called,
951  * therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
952  *
953  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
954  * core changes this before calling sched_move_task().
955  *
956  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
957  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
958  */
959 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
960 {
961         return p->sched_task_group;
962 }
963
964 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
965 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
966 {
967 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
968         struct task_group *tg = task_group(p);
969 #endif
970
971 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
972         set_task_rq_fair(&p->se, p->se.cfs_rq, tg->cfs_rq[cpu]);
973         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
974         p->se.parent = tg->se[cpu];
975 #endif
976
977 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
978         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
979         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
980 #endif
981 }
982
983 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
984
985 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
986 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
987 {
988         return NULL;
989 }
990
991 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
992
993 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
994 {
995         set_task_rq(p, cpu);
996 #ifdef CONFIG_SMP
997         /*
998          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
999          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
1000          * per-task data have been completed by this moment.
1001          */
1002         smp_wmb();
1003         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
1004         p->wake_cpu = cpu;
1005 #endif
1006 }
1007
1008 /*
1009  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
1010  */
1011 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1012 # include <linux/static_key.h>
1013 # define const_debug __read_mostly
1014 #else
1015 # define const_debug const
1016 #endif
1017
1018 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
1019
1020 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
1021         __SCHED_FEAT_##name ,
1022
1023 enum {
1024 #include "features.h"
1025         __SCHED_FEAT_NR,
1026 };
1027
1028 #undef SCHED_FEAT
1029
1030 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
1031 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
1032 static __always_inline bool static_branch_##name(struct static_key *key) \
1033 {                                                                       \
1034         return static_key_##enabled(key);                               \
1035 }
1036
1037 #include "features.h"
1038
1039 #undef SCHED_FEAT
1040
1041 extern struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
1042 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
1043 #else /* !(SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL) */
1044 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
1045 #endif /* SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL */
1046
1047 extern struct static_key_false sched_numa_balancing;
1048 extern struct static_key_false sched_schedstats;
1049
1050 static inline u64 global_rt_period(void)
1051 {
1052         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
1053 }
1054
1055 static inline u64 global_rt_runtime(void)
1056 {
1057         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
1058                 return RUNTIME_INF;
1059
1060         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
1061 }
1062
1063 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1064 {
1065         return rq->curr == p;
1066 }
1067
1068 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1069 {
1070 #ifdef CONFIG_SMP
1071         return p->on_cpu;
1072 #else
1073         return task_current(rq, p);
1074 #endif
1075 }
1076
1077 static inline int task_on_rq_queued(struct task_struct *p)
1078 {
1079         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_QUEUED;
1080 }
1081
1082 static inline int task_on_rq_migrating(struct task_struct *p)
1083 {
1084         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1085 }
1086
1087 #ifndef prepare_arch_switch
1088 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
1089 #endif
1090 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
1091 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
1092 #endif
1093
1094 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1095 {
1096 #ifdef CONFIG_SMP
1097         /*
1098          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1099          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1100          * here.
1101          */
1102         next->on_cpu = 1;
1103 #endif
1104 }
1105
1106 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1107 {
1108 #ifdef CONFIG_SMP
1109         /*
1110          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1111          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1112          * finished.
1113          *
1114          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
1115          * happen before this.
1116          *
1117          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
1118          */
1119         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
1120 #endif
1121 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
1122         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
1123         rq->lock.owner = current;
1124 #endif
1125         /*
1126          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
1127          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
1128          * prev into current:
1129          */
1130         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
1131
1132         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1133 }
1134
1135 /*
1136  * wake flags
1137  */
1138 #define WF_SYNC         0x01            /* waker goes to sleep after wakeup */
1139 #define WF_FORK         0x02            /* child wakeup after fork */
1140 #define WF_MIGRATED     0x4             /* internal use, task got migrated */
1141
1142 /*
1143  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1144  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1145  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1146  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1147  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1148  * slice expiry etc.
1149  */
1150
1151 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1152 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1153
1154 extern const int sched_prio_to_weight[40];
1155 extern const u32 sched_prio_to_wmult[40];
1156
1157 /*
1158  * {de,en}queue flags:
1159  *
1160  * DEQUEUE_SLEEP  - task is no longer runnable
1161  * ENQUEUE_WAKEUP - task just became runnable
1162  *
1163  * SAVE/RESTORE - an otherwise spurious dequeue/enqueue, done to ensure tasks
1164  *                are in a known state which allows modification. Such pairs
1165  *                should preserve as much state as possible.
1166  *
1167  * MOVE - paired with SAVE/RESTORE, explicitly does not preserve the location
1168  *        in the runqueue.
1169  *
1170  * ENQUEUE_HEAD      - place at front of runqueue (tail if not specified)
1171  * ENQUEUE_REPLENISH - CBS (replenish runtime and postpone deadline)
1172  * ENQUEUE_MIGRATED  - the task was migrated during wakeup
1173  *
1174  */
1175
1176 #define DEQUEUE_SLEEP           0x01
1177 #define DEQUEUE_SAVE            0x02 /* matches ENQUEUE_RESTORE */
1178 #define DEQUEUE_MOVE            0x04 /* matches ENQUEUE_MOVE */
1179
1180 #define ENQUEUE_WAKEUP          0x01
1181 #define ENQUEUE_RESTORE         0x02
1182 #define ENQUEUE_MOVE            0x04
1183
1184 #define ENQUEUE_HEAD            0x08
1185 #define ENQUEUE_REPLENISH       0x10
1186 #ifdef CONFIG_SMP
1187 #define ENQUEUE_MIGRATED        0x20
1188 #else
1189 #define ENQUEUE_MIGRATED        0x00
1190 #endif
1191
1192 #define RETRY_TASK              ((void *)-1UL)
1193
1194 struct sched_class {
1195         const struct sched_class *next;
1196
1197         void (*enqueue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1198         void (*dequeue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1199         void (*yield_task) (struct rq *rq);
1200         bool (*yield_to_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt);
1201
1202         void (*check_preempt_curr) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1203
1204         /*
1205          * It is the responsibility of the pick_next_task() method that will
1206          * return the next task to call put_prev_task() on the @prev task or
1207          * something equivalent.
1208          *
1209          * May return RETRY_TASK when it finds a higher prio class has runnable
1210          * tasks.
1211          */
1212         struct task_struct * (*pick_next_task) (struct rq *rq,
1213                                                 struct task_struct *prev,
1214                                                 struct pin_cookie cookie);
1215         void (*put_prev_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p);
1216
1217 #ifdef CONFIG_SMP
1218         int  (*select_task_rq)(struct task_struct *p, int task_cpu, int sd_flag, int flags);
1219         void (*migrate_task_rq)(struct task_struct *p);
1220
1221         void (*task_woken) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1222
1223         void (*set_cpus_allowed)(struct task_struct *p,
1224                                  const struct cpumask *newmask);
1225
1226         void (*rq_online)(struct rq *rq);
1227         void (*rq_offline)(struct rq *rq);
1228 #endif
1229
1230         void (*set_curr_task) (struct rq *rq);
1231         void (*task_tick) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued);
1232         void (*task_fork) (struct task_struct *p);
1233         void (*task_dead) (struct task_struct *p);
1234
1235         /*
1236          * The switched_from() call is allowed to drop rq->lock, therefore we
1237          * cannot assume the switched_from/switched_to pair is serliazed by
1238          * rq->lock. They are however serialized by p->pi_lock.
1239          */
1240         void (*switched_from) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1241         void (*switched_to) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1242         void (*prio_changed) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task,
1243                              int oldprio);
1244
1245         unsigned int (*get_rr_interval) (struct rq *rq,
1246                                          struct task_struct *task);
1247
1248         void (*update_curr) (struct rq *rq);
1249
1250 #define TASK_SET_GROUP  0
1251 #define TASK_MOVE_GROUP 1
1252
1253 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1254         void (*task_change_group) (struct task_struct *p, int type);
1255 #endif
1256 };
1257
1258 static inline void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1259 {
1260         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
1261 }
1262
1263 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1264 #define for_each_class(class) \
1265    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1266
1267 extern const struct sched_class stop_sched_class;
1268 extern const struct sched_class dl_sched_class;
1269 extern const struct sched_class rt_sched_class;
1270 extern const struct sched_class fair_sched_class;
1271 extern const struct sched_class idle_sched_class;
1272
1273
1274 #ifdef CONFIG_SMP
1275
1276 extern void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu);
1277
1278 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq);
1279
1280 extern void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask);
1281
1282 #endif
1283
1284 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
1285 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1286                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1287 {
1288         rq->idle_state = idle_state;
1289 }
1290
1291 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1292 {
1293         WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1294         return rq->idle_state;
1295 }
1296 #else
1297 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1298                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1299 {
1300 }
1301
1302 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1303 {
1304         return NULL;
1305 }
1306 #endif
1307
1308 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
1309 extern void sched_init_granularity(void);
1310 extern void update_max_interval(void);
1311
1312 extern void init_sched_dl_class(void);
1313 extern void init_sched_rt_class(void);
1314 extern void init_sched_fair_class(void);
1315
1316 extern void resched_curr(struct rq *rq);
1317 extern void resched_cpu(int cpu);
1318
1319 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
1320 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
1321
1322 extern struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
1323 extern void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime);
1324 extern void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1325
1326 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime);
1327
1328 extern void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se);
1329 extern void post_init_entity_util_avg(struct sched_entity *se);
1330
1331 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1332 extern bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq);
1333
1334 /*
1335  * Tick may be needed by tasks in the runqueue depending on their policy and
1336  * requirements. If tick is needed, lets send the target an IPI to kick it out of
1337  * nohz mode if necessary.
1338  */
1339 static inline void sched_update_tick_dependency(struct rq *rq)
1340 {
1341         int cpu;
1342
1343         if (!tick_nohz_full_enabled())
1344                 return;
1345
1346         cpu = cpu_of(rq);
1347
1348         if (!tick_nohz_full_cpu(cpu))
1349                 return;
1350
1351         if (sched_can_stop_tick(rq))
1352                 tick_nohz_dep_clear_cpu(cpu, TICK_DEP_BIT_SCHED);
1353         else
1354                 tick_nohz_dep_set_cpu(cpu, TICK_DEP_BIT_SCHED);
1355 }
1356 #else
1357 static inline void sched_update_tick_dependency(struct rq *rq) { }
1358 #endif
1359
1360 static inline void add_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1361 {
1362         unsigned prev_nr = rq->nr_running;
1363
1364         rq->nr_running = prev_nr + count;
1365
1366         if (prev_nr < 2 && rq->nr_running >= 2) {
1367 #ifdef CONFIG_SMP
1368                 if (!rq->rd->overload)
1369                         rq->rd->overload = true;
1370 #endif
1371         }
1372
1373         sched_update_tick_dependency(rq);
1374 }
1375
1376 static inline void sub_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1377 {
1378         rq->nr_running -= count;
1379         /* Check if we still need preemption */
1380         sched_update_tick_dependency(rq);
1381 }
1382
1383 static inline void rq_last_tick_reset(struct rq *rq)
1384 {
1385 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1386         rq->last_sched_tick = jiffies;
1387 #endif
1388 }
1389
1390 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
1391
1392 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1393 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1394
1395 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1396
1397 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg;
1398 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
1399 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
1400
1401 static inline u64 sched_avg_period(void)
1402 {
1403         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1404 }
1405
1406 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1407
1408 /*
1409  * Use hrtick when:
1410  *  - enabled by features
1411  *  - hrtimer is actually high res
1412  */
1413 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1414 {
1415         if (!sched_feat(HRTICK))
1416                 return 0;
1417         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1418                 return 0;
1419         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1420 }
1421
1422 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
1423
1424 #else
1425
1426 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1427 {
1428         return 0;
1429 }
1430
1431 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1432
1433 #ifdef CONFIG_SMP
1434 extern void sched_avg_update(struct rq *rq);
1435
1436 #ifndef arch_scale_freq_capacity
1437 static __always_inline
1438 unsigned long arch_scale_freq_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
1439 {
1440         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1441 }
1442 #endif
1443
1444 #ifndef arch_scale_cpu_capacity
1445 static __always_inline
1446 unsigned long arch_scale_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
1447 {
1448         if (sd && (sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) && (sd->span_weight > 1))
1449                 return sd->smt_gain / sd->span_weight;
1450
1451         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1452 }
1453 #endif
1454
1455 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1456 {
1457         rq->rt_avg += rt_delta * arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu_of(rq));
1458         sched_avg_update(rq);
1459 }
1460 #else
1461 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta) { }
1462 static inline void sched_avg_update(struct rq *rq) { }
1463 #endif
1464
1465 struct rq_flags {
1466         unsigned long flags;
1467         struct pin_cookie cookie;
1468 };
1469
1470 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1471         __acquires(rq->lock);
1472 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1473         __acquires(p->pi_lock)
1474         __acquires(rq->lock);
1475
1476 static inline void __task_rq_unlock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1477         __releases(rq->lock)
1478 {
1479         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf->cookie);
1480         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1481 }
1482
1483 static inline void
1484 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1485         __releases(rq->lock)
1486         __releases(p->pi_lock)
1487 {
1488         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf->cookie);
1489         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1490         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
1491 }
1492
1493 #ifdef CONFIG_SMP
1494 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1495
1496 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1497
1498 /*
1499  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1500  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1501  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1502  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1503  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1504  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1505  */
1506 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1507         __releases(this_rq->lock)
1508         __acquires(busiest->lock)
1509         __acquires(this_rq->lock)
1510 {
1511         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1512         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1513
1514         return 1;
1515 }
1516
1517 #else
1518 /*
1519  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1520  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1521  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1522  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1523  * regardless of entry order into the function.
1524  */
1525 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1526         __releases(this_rq->lock)
1527         __acquires(busiest->lock)
1528         __acquires(this_rq->lock)
1529 {
1530         int ret = 0;
1531
1532         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1533                 if (busiest < this_rq) {
1534                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1535                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1536                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1537                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1538                         ret = 1;
1539                 } else
1540                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1541                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1542         }
1543         return ret;
1544 }
1545
1546 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1547
1548 /*
1549  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1550  */
1551 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1552 {
1553         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1554                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1555                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1556                 BUG_ON(1);
1557         }
1558
1559         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1560 }
1561
1562 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1563         __releases(busiest->lock)
1564 {
1565         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1566         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1567 }
1568
1569 static inline void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1570 {
1571         if (l1 > l2)
1572                 swap(l1, l2);
1573
1574         spin_lock(l1);
1575         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1576 }
1577
1578 static inline void double_lock_irq(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1579 {
1580         if (l1 > l2)
1581                 swap(l1, l2);
1582
1583         spin_lock_irq(l1);
1584         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1585 }
1586
1587 static inline void double_raw_lock(raw_spinlock_t *l1, raw_spinlock_t *l2)
1588 {
1589         if (l1 > l2)
1590                 swap(l1, l2);
1591
1592         raw_spin_lock(l1);
1593         raw_spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1594 }
1595
1596 /*
1597  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1598  *
1599  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1600  * you need to do so manually before calling.
1601  */
1602 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1603         __acquires(rq1->lock)
1604         __acquires(rq2->lock)
1605 {
1606         BUG_ON(!irqs_disabled());
1607         if (rq1 == rq2) {
1608                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1609                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1610         } else {
1611                 if (rq1 < rq2) {
1612                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1613                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1614                 } else {
1615                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1616                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1617                 }
1618         }
1619 }
1620
1621 /*
1622  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1623  *
1624  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1625  * you need to do so manually after calling.
1626  */
1627 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1628         __releases(rq1->lock)
1629         __releases(rq2->lock)
1630 {
1631         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1632         if (rq1 != rq2)
1633                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1634         else
1635                 __release(rq2->lock);
1636 }
1637
1638 #else /* CONFIG_SMP */
1639
1640 /*
1641  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1642  *
1643  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1644  * you need to do so manually before calling.
1645  */
1646 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1647         __acquires(rq1->lock)
1648         __acquires(rq2->lock)
1649 {
1650         BUG_ON(!irqs_disabled());
1651         BUG_ON(rq1 != rq2);
1652         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1653         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1654 }
1655
1656 /*
1657  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1658  *
1659  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1660  * you need to do so manually after calling.
1661  */
1662 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1663         __releases(rq1->lock)
1664         __releases(rq2->lock)
1665 {
1666         BUG_ON(rq1 != rq2);
1667         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1668         __release(rq2->lock);
1669 }
1670
1671 #endif
1672
1673 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1674 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1675
1676 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
1677 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1678 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1679 extern void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1680 extern void
1681 print_cfs_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct cfs_rq *cfs_rq);
1682
1683 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1684 extern void
1685 show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m);
1686 extern void
1687 print_numa_stats(struct seq_file *m, int node, unsigned long tsf,
1688         unsigned long tpf, unsigned long gsf, unsigned long gpf);
1689 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1690 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1691
1692 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
1693 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq);
1694 extern void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq);
1695
1696 extern void cfs_bandwidth_usage_inc(void);
1697 extern void cfs_bandwidth_usage_dec(void);
1698
1699 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1700 enum rq_nohz_flag_bits {
1701         NOHZ_TICK_STOPPED,
1702         NOHZ_BALANCE_KICK,
1703 };
1704
1705 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
1706
1707 extern void nohz_balance_exit_idle(unsigned int cpu);
1708 #else
1709 static inline void nohz_balance_exit_idle(unsigned int cpu) { }
1710 #endif
1711
1712 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1713
1714 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1715 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1716
1717 #ifndef CONFIG_64BIT
1718 DECLARE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
1719
1720 static inline void irq_time_write_begin(void)
1721 {
1722         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1723         smp_wmb();
1724 }
1725
1726 static inline void irq_time_write_end(void)
1727 {
1728         smp_wmb();
1729         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1730 }
1731
1732 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1733 {
1734         u64 irq_time;
1735         unsigned seq;
1736
1737         do {
1738                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
1739                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
1740                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1741         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
1742
1743         return irq_time;
1744 }
1745 #else /* CONFIG_64BIT */
1746 static inline void irq_time_write_begin(void)
1747 {
1748 }
1749
1750 static inline void irq_time_write_end(void)
1751 {
1752 }
1753
1754 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1755 {
1756         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1757 }
1758 #endif /* CONFIG_64BIT */
1759 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
1760
1761 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ
1762 DECLARE_PER_CPU(struct update_util_data *, cpufreq_update_util_data);
1763
1764 /**
1765  * cpufreq_update_util - Take a note about CPU utilization changes.
1766  * @time: Current time.
1767  * @util: Current utilization.
1768  * @max: Utilization ceiling.
1769  *
1770  * This function is called by the scheduler on every invocation of
1771  * update_load_avg() on the CPU whose utilization is being updated.
1772  *
1773  * It can only be called from RCU-sched read-side critical sections.
1774  */
1775 static inline void cpufreq_update_util(u64 time, unsigned long util, unsigned long max)
1776 {
1777        struct update_util_data *data;
1778
1779        data = rcu_dereference_sched(*this_cpu_ptr(&cpufreq_update_util_data));
1780        if (data)
1781                data->func(data, time, util, max);
1782 }
1783
1784 /**
1785  * cpufreq_trigger_update - Trigger CPU performance state evaluation if needed.
1786  * @time: Current time.
1787  *
1788  * The way cpufreq is currently arranged requires it to evaluate the CPU
1789  * performance state (frequency/voltage) on a regular basis to prevent it from
1790  * being stuck in a completely inadequate performance level for too long.
1791  * That is not guaranteed to happen if the updates are only triggered from CFS,
1792  * though, because they may not be coming in if RT or deadline tasks are active
1793  * all the time (or there are RT and DL tasks only).
1794  *
1795  * As a workaround for that issue, this function is called by the RT and DL
1796  * sched classes to trigger extra cpufreq updates to prevent it from stalling,
1797  * but that really is a band-aid.  Going forward it should be replaced with
1798  * solutions targeted more specifically at RT and DL tasks.
1799  */
1800 static inline void cpufreq_trigger_update(u64 time)
1801 {
1802         cpufreq_update_util(time, ULONG_MAX, 0);
1803 }
1804 #else
1805 static inline void cpufreq_update_util(u64 time, unsigned long util, unsigned long max) {}
1806 static inline void cpufreq_trigger_update(u64 time) {}
1807 #endif /* CONFIG_CPU_FREQ */
1808
1809 #ifdef arch_scale_freq_capacity
1810 #ifndef arch_scale_freq_invariant
1811 #define arch_scale_freq_invariant()     (true)
1812 #endif
1813 #else /* arch_scale_freq_capacity */
1814 #define arch_scale_freq_invariant()     (false)
1815 #endif