kernel/sched/sched.h

   1
   2 #include <linux/sched.h>
   3 #include <linux/sched/sysctl.h>
   4 #include <linux/sched/rt.h>
   5 #include <linux/sched/deadline.h>
   6 #include <linux/mutex.h>
   7 #include <linux/spinlock.h>
   8 #include <linux/stop_machine.h>
   9 #include <linux/irq_work.h>
  10 #include <linux/tick.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12
  13 #include "cpupri.h"
  14 #include "cpudeadline.h"
  15 #include "cpuacct.h"
  16
  17 struct rq;
  18 struct cpuidle_state;
  19
  20 /* task_struct::on_rq states: */
  21 #define TASK_ON_RQ_QUEUED       1
  22 #define TASK_ON_RQ_MIGRATING    2
  23
  24 extern __read_mostly int scheduler_running;
  25
  26 extern unsigned long calc_load_update;
  27 extern atomic_long_t calc_load_tasks;
  28
  29 extern void calc_global_load_tick(struct rq *this_rq);
  30 extern long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq);
  31
  32 #ifdef CONFIG_SMP
  33 extern void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq);
  34 #else
  35 static inline void update_cpu_load_active(struct rq *this_rq) { }
  36 #endif
  37
  38 /*
  39  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
  40  */
  41 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
  42
  43 /*
  44  * Increase resolution of nice-level calculations for 64-bit architectures.
  45  * The extra resolution improves shares distribution and load balancing of
  46  * low-weight task groups (eg. nice +19 on an autogroup), deeper taskgroup
  47  * hierarchies, especially on larger systems. This is not a user-visible change
  48  * and does not change the user-interface for setting shares/weights.
  49  *
  50  * We increase resolution only if we have enough bits to allow this increased
  51  * resolution (i.e. BITS_PER_LONG > 32). The costs for increasing resolution
  52  * when BITS_PER_LONG <= 32 are pretty high and the returns do not justify the
  53  * increased costs.
  54  */
  55 #if 0 /* BITS_PER_LONG > 32 -- currently broken: it increases power usage under light load  */
  56 # define SCHED_LOAD_RESOLUTION  10
  57 # define scale_load(w)          ((w) << SCHED_LOAD_RESOLUTION)
  58 # define scale_load_down(w)     ((w) >> SCHED_LOAD_RESOLUTION)
  59 #else
  60 # define SCHED_LOAD_RESOLUTION  0
  61 # define scale_load(w)          (w)
  62 # define scale_load_down(w)     (w)
  63 #endif
  64
  65 #define SCHED_LOAD_SHIFT        (10 + SCHED_LOAD_RESOLUTION)
  66 #define SCHED_LOAD_SCALE        (1L << SCHED_LOAD_SHIFT)
  67
  68 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
  69 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
  70
  71 /*
  72  * Single value that decides SCHED_DEADLINE internal math precision.
  73  * 10 -> just above 1us
  74  * 9  -> just above 0.5us
  75  */
  76 #define DL_SCALE (10)
  77
  78 /*
  79  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
  80  */
  81
  82 /*
  83  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
  84  */
  85 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
  86
  87 static inline int fair_policy(int policy)
  88 {
  89         return policy == SCHED_NORMAL || policy == SCHED_BATCH;
  90 }
  91
  92 static inline int rt_policy(int policy)
  93 {
  94         return policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR;
  95 }
  96
  97 static inline int dl_policy(int policy)
  98 {
  99         return policy == SCHED_DEADLINE;
 100 }
 101
 102 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
 103 {
 104         return rt_policy(p->policy);
 105 }
 106
 107 static inline int task_has_dl_policy(struct task_struct *p)
 108 {
 109         return dl_policy(p->policy);
 110 }
 111
 112 static inline bool dl_time_before(u64 a, u64 b)
 113 {
 114         return (s64)(a - b) < 0;
 115 }
 116
 117 /*
 118  * Tells if entity @a should preempt entity @b.
 119  */
 120 static inline bool
 121 dl_entity_preempt(struct sched_dl_entity *a, struct sched_dl_entity *b)
 122 {
 123         return dl_time_before(a->deadline, b->deadline);
 124 }
 125
 126 /*
 127  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
 128  */
 129 struct rt_prio_array {
 130         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
 131         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
 132 };
 133
 134 struct rt_bandwidth {
 135         /* nests inside the rq lock: */
 136         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
 137         ktime_t                 rt_period;
 138         u64                     rt_runtime;
 139         struct hrtimer          rt_period_timer;
 140 };
 141
 142 void __dl_clear_params(struct task_struct *p);
 143
 144 /*
 145  * To keep the bandwidth of -deadline tasks and groups under control
 146  * we need some place where:
 147  *  - store the maximum -deadline bandwidth of the system (the group);
 148  *  - cache the fraction of that bandwidth that is currently allocated.
 149  *
 150  * This is all done in the data structure below. It is similar to the
 151  * one used for RT-throttling (rt_bandwidth), with the main difference
 152  * that, since here we are only interested in admission control, we
 153  * do not decrease any runtime while the group "executes", neither we
 154  * need a timer to replenish it.
 155  *
 156  * With respect to SMP, the bandwidth is given on a per-CPU basis,
 157  * meaning that:
 158  *  - dl_bw (< 100%) is the bandwidth of the system (group) on each CPU;
 159  *  - dl_total_bw array contains, in the i-eth element, the currently
 160  *    allocated bandwidth on the i-eth CPU.
 161  * Moreover, groups consume bandwidth on each CPU, while tasks only
 162  * consume bandwidth on the CPU they're running on.
 163  * Finally, dl_total_bw_cpu is used to cache the index of dl_total_bw
 164  * that will be shown the next time the proc or cgroup controls will
 165  * be red. It on its turn can be changed by writing on its own
 166  * control.
 167  */
 168 struct dl_bandwidth {
 169         raw_spinlock_t dl_runtime_lock;
 170         u64 dl_runtime;
 171         u64 dl_period;
 172 };
 173
 174 static inline int dl_bandwidth_enabled(void)
 175 {
 176         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
 177 }
 178
 179 extern struct dl_bw *dl_bw_of(int i);
 180
 181 struct dl_bw {
 182         raw_spinlock_t lock;
 183         u64 bw, total_bw;
 184 };
 185
 186 static inline
 187 void __dl_clear(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw)
 188 {
 189         dl_b->total_bw -= tsk_bw;
 190 }
 191
 192 static inline
 193 void __dl_add(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw)
 194 {
 195         dl_b->total_bw += tsk_bw;
 196 }
 197
 198 static inline
 199 bool __dl_overflow(struct dl_bw *dl_b, int cpus, u64 old_bw, u64 new_bw)
 200 {
 201         return dl_b->bw != -1 &&
 202                dl_b->bw * cpus < dl_b->total_bw - old_bw + new_bw;
 203 }
 204
 205 extern struct mutex sched_domains_mutex;
 206
 207 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
 208
 209 #include <linux/cgroup.h>
 210
 211 struct cfs_rq;
 212 struct rt_rq;
 213
 214 extern struct list_head task_groups;
 215
 216 struct cfs_bandwidth {
 217 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
 218         raw_spinlock_t lock;
 219         ktime_t period;
 220         u64 quota, runtime;
 221         s64 hierarchical_quota;
 222         u64 runtime_expires;
 223
 224         int idle, timer_active;
 225         struct hrtimer period_timer, slack_timer;
 226         struct list_head throttled_cfs_rq;
 227
 228         /* statistics */
 229         int nr_periods, nr_throttled;
 230         u64 throttled_time;
 231 #endif
 232 };
 233
 234 /* task group related information */
 235 struct task_group {
 236         struct cgroup_subsys_state css;
 237
 238 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 239         /* schedulable entities of this group on each cpu */
 240         struct sched_entity **se;
 241         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
 242         struct cfs_rq **cfs_rq;
 243         unsigned long shares;
 244
 245 #ifdef  CONFIG_SMP
 246         atomic_long_t load_avg;
 247         atomic_t runnable_avg;
 248 #endif
 249 #endif
 250
 251 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 252         struct sched_rt_entity **rt_se;
 253         struct rt_rq **rt_rq;
 254
 255         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
 256 #endif
 257
 258         struct rcu_head rcu;
 259         struct list_head list;
 260
 261         struct task_group *parent;
 262         struct list_head siblings;
 263         struct list_head children;
 264
 265 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
 266         struct autogroup *autogroup;
 267 #endif
 268
 269         struct cfs_bandwidth cfs_bandwidth;
 270 };
 271
 272 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 273 #define ROOT_TASK_GROUP_LOAD    NICE_0_LOAD
 274
 275 /*
 276  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
 277  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
 278  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
 279  * too large, so as the shares value of a task group.
 280  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
 281  *  limitation from this.)
 282  */
 283 #define MIN_SHARES      (1UL <<  1)
 284 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
 285 #endif
 286
 287 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
 288
 289 extern int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
 290                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data);
 291
 292 /*
 293  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
 294  * leaving it for the final time.
 295  *
 296  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
 297  */
 298 static inline int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
 299 {
 300         return walk_tg_tree_from(&root_task_group, down, up, data);
 301 }
 302
 303 extern int tg_nop(struct task_group *tg, void *data);
 304
 305 extern void free_fair_sched_group(struct task_group *tg);
 306 extern int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 307 extern void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu);
 308 extern void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
 309                         struct sched_entity *se, int cpu,
 310                         struct sched_entity *parent);
 311 extern void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 312 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
 313
 314 extern void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 315 extern void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b, bool force);
 316 extern void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
 317
 318 extern void free_rt_sched_group(struct task_group *tg);
 319 extern int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 320 extern void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
 321                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu,
 322                 struct sched_rt_entity *parent);
 323
 324 extern struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent);
 325 extern void sched_online_group(struct task_group *tg,
 326                                struct task_group *parent);
 327 extern void sched_destroy_group(struct task_group *tg);
 328 extern void sched_offline_group(struct task_group *tg);
 329
 330 extern void sched_move_task(struct task_struct *tsk);
 331
 332 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 333 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
 334 #endif
 335
 336 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 337
 338 struct cfs_bandwidth { };
 339
 340 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 341
 342 /* CFS-related fields in a runqueue */
 343 struct cfs_rq {
 344         struct load_weight load;
 345         unsigned int nr_running, h_nr_running;
 346
 347         u64 exec_clock;
 348         u64 min_vruntime;
 349 #ifndef CONFIG_64BIT
 350         u64 min_vruntime_copy;
 351 #endif
 352
 353         struct rb_root tasks_timeline;
 354         struct rb_node *rb_leftmost;
 355
 356         /*
 357          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
 358          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
 359          */
 360         struct sched_entity *curr, *next, *last, *skip;
 361
 362 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
 363         unsigned int nr_spread_over;
 364 #endif
 365
 366 #ifdef CONFIG_SMP
 367         /*
 368          * CFS Load tracking
 369          * Under CFS, load is tracked on a per-entity basis and aggregated up.
 370          * This allows for the description of both thread and group usage (in
 371          * the FAIR_GROUP_SCHED case).
 372          * runnable_load_avg is the sum of the load_avg_contrib of the
 373          * sched_entities on the rq.
 374          * blocked_load_avg is similar to runnable_load_avg except that its
 375          * the blocked sched_entities on the rq.
 376          * utilization_load_avg is the sum of the average running time of the
 377          * sched_entities on the rq.
 378          */
 379         unsigned long runnable_load_avg, blocked_load_avg, utilization_load_avg;
 380         atomic64_t decay_counter;
 381         u64 last_decay;
 382         atomic_long_t removed_load;
 383
 384 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 385         /* Required to track per-cpu representation of a task_group */
 386         u32 tg_runnable_contrib;
 387         unsigned long tg_load_contrib;
 388
 389         /*
 390          *   h_load = weight * f(tg)
 391          *
 392          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
 393          * this group.
 394          */
 395         unsigned long h_load;
 396         u64 last_h_load_update;
 397         struct sched_entity *h_load_next;
 398 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 399 #endif /* CONFIG_SMP */
 400
 401 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 402         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
 403
 404         /*
 405          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
 406          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
 407          * (like users, containers etc.)
 408          *
 409          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
 410          * list is used during load balance.
 411          */
 412         int on_list;
 413         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
 414         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
 415
 416 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
 417         int runtime_enabled;
 418         u64 runtime_expires;
 419         s64 runtime_remaining;
 420
 421         u64 throttled_clock, throttled_clock_task;
 422         u64 throttled_clock_task_time;
 423         int throttled, throttle_count;
 424         struct list_head throttled_list;
 425 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
 426 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 427 };
 428
 429 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
 430 {
 431         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
 432 }
 433
 434 /* RT IPI pull logic requires IRQ_WORK */
 435 #ifdef CONFIG_IRQ_WORK
 436 # define HAVE_RT_PUSH_IPI
 437 #endif
 438
 439 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
 440 struct rt_rq {
 441         struct rt_prio_array active;
 442         unsigned int rt_nr_running;
 443 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 444         struct {
 445                 int curr; /* highest queued rt task prio */
 446 #ifdef CONFIG_SMP
 447                 int next; /* next highest */
 448 #endif
 449         } highest_prio;
 450 #endif
 451 #ifdef CONFIG_SMP
 452         unsigned long rt_nr_migratory;
 453         unsigned long rt_nr_total;
 454         int overloaded;
 455         struct plist_head pushable_tasks;
 456 #ifdef HAVE_RT_PUSH_IPI
 457         int push_flags;
 458         int push_cpu;
 459         struct irq_work push_work;
 460         raw_spinlock_t push_lock;
 461 #endif
 462 #endif /* CONFIG_SMP */
 463         int rt_queued;
 464
 465         int rt_throttled;
 466         u64 rt_time;
 467         u64 rt_runtime;
 468         /* Nests inside the rq lock: */
 469         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
 470
 471 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 472         unsigned long rt_nr_boosted;
 473
 474         struct rq *rq;
 475         struct task_group *tg;
 476 #endif
 477 };
 478
 479 /* Deadline class' related fields in a runqueue */
 480 struct dl_rq {
 481         /* runqueue is an rbtree, ordered by deadline */
 482         struct rb_root rb_root;
 483         struct rb_node *rb_leftmost;
 484
 485         unsigned long dl_nr_running;
 486
 487 #ifdef CONFIG_SMP
 488         /*
 489          * Deadline values of the currently executing and the
 490          * earliest ready task on this rq. Caching these facilitates
 491          * the decision wether or not a ready but not running task
 492          * should migrate somewhere else.
 493          */
 494         struct {
 495                 u64 curr;
 496                 u64 next;
 497         } earliest_dl;
 498
 499         unsigned long dl_nr_migratory;
 500         int overloaded;
 501
 502         /*
 503          * Tasks on this rq that can be pushed away. They are kept in
 504          * an rb-tree, ordered by tasks' deadlines, with caching
 505          * of the leftmost (earliest deadline) element.
 506          */
 507         struct rb_root pushable_dl_tasks_root;
 508         struct rb_node *pushable_dl_tasks_leftmost;
 509 #else
 510         struct dl_bw dl_bw;
 511 #endif
 512 };
 513
 514 #ifdef CONFIG_SMP
 515
 516 /*
 517  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
 518  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
 519  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
 520  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
 521  * object.
 522  *
 523  */
 524 struct root_domain {
 525         atomic_t refcount;
 526         atomic_t rto_count;
 527         struct rcu_head rcu;
 528         cpumask_var_t span;
 529         cpumask_var_t online;
 530
 531         /* Indicate more than one runnable task for any CPU */
 532         bool overload;
 533
 534         /*
 535          * The bit corresponding to a CPU gets set here if such CPU has more
 536          * than one runnable -deadline task (as it is below for RT tasks).
 537          */
 538         cpumask_var_t dlo_mask;
 539         atomic_t dlo_count;
 540         struct dl_bw dl_bw;
 541         struct cpudl cpudl;
 542
 543         /*
 544          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
 545          * one runnable RT task.
 546          */
 547         cpumask_var_t rto_mask;
 548         struct cpupri cpupri;
 549 };
 550
 551 extern struct root_domain def_root_domain;
 552
 553 #endif /* CONFIG_SMP */
 554
 555 /*
 556  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
 557  *
 558  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
 559  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
 560  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
 561  */
 562 struct rq {
 563         /* runqueue lock: */
 564         raw_spinlock_t lock;
 565
 566         /*
 567          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
 568          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
 569          */
 570         unsigned int nr_running;
 571 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 572         unsigned int nr_numa_running;
 573         unsigned int nr_preferred_running;
 574 #endif
 575         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
 576         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
 577         unsigned long last_load_update_tick;
 578 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
 579         u64 nohz_stamp;
 580         unsigned long nohz_flags;
 581 #endif
 582 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
 583         unsigned long last_sched_tick;
 584 #endif
 585         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
 586         struct load_weight load;
 587         unsigned long nr_load_updates;
 588         u64 nr_switches;
 589
 590         struct cfs_rq cfs;
 591         struct rt_rq rt;
 592         struct dl_rq dl;
 593
 594 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 595         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
 596         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
 597
 598         struct sched_avg avg;
 599 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 600
 601         /*
 602          * This is part of a global counter where only the total sum
 603          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
 604          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
 605          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
 606          */
 607         unsigned long nr_uninterruptible;
 608
 609         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
 610         unsigned long next_balance;
 611         struct mm_struct *prev_mm;
 612
 613         unsigned int clock_skip_update;
 614         u64 clock;
 615         u64 clock_task;
 616
 617         atomic_t nr_iowait;
 618
 619 #ifdef CONFIG_SMP
 620         struct root_domain *rd;
 621         struct sched_domain *sd;
 622
 623         unsigned long cpu_capacity;
 624         unsigned long cpu_capacity_orig;
 625
 626         unsigned char idle_balance;
 627         /* For active balancing */
 628         int post_schedule;
 629         int active_balance;
 630         int push_cpu;
 631         struct cpu_stop_work active_balance_work;
 632         /* cpu of this runqueue: */
 633         int cpu;
 634         int online;
 635
 636         struct list_head cfs_tasks;
 637
 638         u64 rt_avg;
 639         u64 age_stamp;
 640         u64 idle_stamp;
 641         u64 avg_idle;
 642
 643         /* This is used to determine avg_idle's max value */
 644         u64 max_idle_balance_cost;
 645 #endif
 646
 647 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
 648         u64 prev_irq_time;
 649 #endif
 650 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 651         u64 prev_steal_time;
 652 #endif
 653 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
 654         u64 prev_steal_time_rq;
 655 #endif
 656
 657         /* calc_load related fields */
 658         unsigned long calc_load_update;
 659         long calc_load_active;
 660
 661 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
 662 #ifdef CONFIG_SMP
 663         int hrtick_csd_pending;
 664         struct call_single_data hrtick_csd;
 665 #endif
 666         struct hrtimer hrtick_timer;
 667 #endif
 668
 669 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 670         /* latency stats */
 671         struct sched_info rq_sched_info;
 672         unsigned long long rq_cpu_time;
 673         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
 674
 675         /* sys_sched_yield() stats */
 676         unsigned int yld_count;
 677
 678         /* schedule() stats */
 679         unsigned int sched_count;
 680         unsigned int sched_goidle;
 681
 682         /* try_to_wake_up() stats */
 683         unsigned int ttwu_count;
 684         unsigned int ttwu_local;
 685 #endif
 686
 687 #ifdef CONFIG_SMP
 688         struct llist_head wake_list;
 689 #endif
 690
 691 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
 692         /* Must be inspected within a rcu lock section */
 693         struct cpuidle_state *idle_state;
 694 #endif
 695 };
 696
 697 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
 698 {
 699 #ifdef CONFIG_SMP
 700         return rq->cpu;
 701 #else
 702         return 0;
 703 #endif
 704 }
 705
 706 DECLARE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
 707
 708 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
 709 #define this_rq()               this_cpu_ptr(&runqueues)
 710 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
 711 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
 712 #define raw_rq()                raw_cpu_ptr(&runqueues)
 713
 714 static inline u64 __rq_clock_broken(struct rq *rq)
 715 {
 716         return READ_ONCE(rq->clock);
 717 }
 718
 719 static inline u64 rq_clock(struct rq *rq)
 720 {
 721         lockdep_assert_held(&rq->lock);
 722         return rq->clock;
 723 }
 724
 725 static inline u64 rq_clock_task(struct rq *rq)
 726 {
 727         lockdep_assert_held(&rq->lock);
 728         return rq->clock_task;
 729 }
 730
 731 #define RQCF_REQ_SKIP   0x01
 732 #define RQCF_ACT_SKIP   0x02
 733
 734 static inline void rq_clock_skip_update(struct rq *rq, bool skip)
 735 {
 736         lockdep_assert_held(&rq->lock);
 737         if (skip)
 738                 rq->clock_skip_update |= RQCF_REQ_SKIP;
 739         else
 740                 rq->clock_skip_update &= ~RQCF_REQ_SKIP;
 741 }
 742
 743 #ifdef CONFIG_NUMA
 744 enum numa_topology_type {
 745         NUMA_DIRECT,
 746         NUMA_GLUELESS_MESH,
 747         NUMA_BACKPLANE,
 748 };
 749 extern enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
 750 extern int sched_max_numa_distance;
 751 extern bool find_numa_distance(int distance);
 752 #endif
 753
 754 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 755 /* The regions in numa_faults array from task_struct */
 756 enum numa_faults_stats {
 757         NUMA_MEM = 0,
 758         NUMA_CPU,
 759         NUMA_MEMBUF,
 760         NUMA_CPUBUF
 761 };
 762 extern void sched_setnuma(struct task_struct *p, int node);
 763 extern int migrate_task_to(struct task_struct *p, int cpu);
 764 extern int migrate_swap(struct task_struct *, struct task_struct *);
 765 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
 766
 767 #ifdef CONFIG_SMP
 768
 769 extern void sched_ttwu_pending(void);
 770
 771 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
 772         rcu_dereference_check((p), \
 773                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
 774
 775 /*
 776  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
 777  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
 778  *
 779  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
 780  * preempt-disabled sections.
 781  */
 782 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
 783         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
 784                         __sd; __sd = __sd->parent)
 785
 786 #define for_each_lower_domain(sd) for (; sd; sd = sd->child)
 787
 788 /**
 789  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
 790  * @cpu:        The cpu whose highest level of sched domain is to
 791  *              be returned.
 792  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
 793  *              for the given cpu.
 794  *
 795  * Returns the highest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
 796  */
 797 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
 798 {
 799         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
 800
 801         for_each_domain(cpu, sd) {
 802                 if (!(sd->flags & flag))
 803                         break;
 804                 hsd = sd;
 805         }
 806
 807         return hsd;
 808 }
 809
 810 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
 811 {
 812         struct sched_domain *sd;
 813
 814         for_each_domain(cpu, sd) {
 815                 if (sd->flags & flag)
 816                         break;
 817         }
 818
 819         return sd;
 820 }
 821
 822 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
 823 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
 824 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
 825 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_numa);
 826 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_busy);
 827 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_asym);
 828
 829 struct sched_group_capacity {
 830         atomic_t ref;
 831         /*
 832          * CPU capacity of this group, SCHED_LOAD_SCALE being max capacity
 833          * for a single CPU.
 834          */
 835         unsigned int capacity;
 836         unsigned long next_update;
 837         int imbalance; /* XXX unrelated to capacity but shared group state */
 838         /*
 839          * Number of busy cpus in this group.
 840          */
 841         atomic_t nr_busy_cpus;
 842
 843         unsigned long cpumask[0]; /* iteration mask */
 844 };
 845
 846 struct sched_group {
 847         struct sched_group *next;       /* Must be a circular list */
 848         atomic_t ref;
 849
 850         unsigned int group_weight;
 851         struct sched_group_capacity *sgc;
 852
 853         /*
 854          * The CPUs this group covers.
 855          *
 856          * NOTE: this field is variable length. (Allocated dynamically
 857          * by attaching extra space to the end of the structure,
 858          * depending on how many CPUs the kernel has booted up with)
 859          */
 860         unsigned long cpumask[0];
 861 };
 862
 863 static inline struct cpumask *sched_group_cpus(struct sched_group *sg)
 864 {
 865         return to_cpumask(sg->cpumask);
 866 }
 867
 868 /*
 869  * cpumask masking which cpus in the group are allowed to iterate up the domain
 870  * tree.
 871  */
 872 static inline struct cpumask *sched_group_mask(struct sched_group *sg)
 873 {
 874         return to_cpumask(sg->sgc->cpumask);
 875 }
 876
 877 /**
 878  * group_first_cpu - Returns the first cpu in the cpumask of a sched_group.
 879  * @group: The group whose first cpu is to be returned.
 880  */
 881 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
 882 {
 883         return cpumask_first(sched_group_cpus(group));
 884 }
 885
 886 extern int group_balance_cpu(struct sched_group *sg);
 887
 888 #else
 889
 890 static inline void sched_ttwu_pending(void) { }
 891
 892 #endif /* CONFIG_SMP */
 893
 894 #include "stats.h"
 895 #include "auto_group.h"
 896
 897 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
 898
 899 /*
 900  * Return the group to which this tasks belongs.
 901  *
 902  * We cannot use task_css() and friends because the cgroup subsystem
 903  * changes that value before the cgroup_subsys::attach() method is called,
 904  * therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
 905  *
 906  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
 907  * core changes this before calling sched_move_task().
 908  *
 909  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
 910  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
 911  */
 912 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 913 {
 914         return p->sched_task_group;
 915 }
 916
 917 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
 918 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 919 {
 920 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
 921         struct task_group *tg = task_group(p);
 922 #endif
 923
 924 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 925         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
 926         p->se.parent = tg->se[cpu];
 927 #endif
 928
 929 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 930         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
 931         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
 932 #endif
 933 }
 934
 935 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 936
 937 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
 938 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 939 {
 940         return NULL;
 941 }
 942
 943 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 944
 945 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 946 {
 947         set_task_rq(p, cpu);
 948 #ifdef CONFIG_SMP
 949         /*
 950          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
 951          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
 952          * per-task data have been completed by this moment.
 953          */
 954         smp_wmb();
 955         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
 956         p->wake_cpu = cpu;
 957 #endif
 958 }
 959
 960 /*
 961  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
 962  */
 963 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 964 # include <linux/static_key.h>
 965 # define const_debug __read_mostly
 966 #else
 967 # define const_debug const
 968 #endif
 969
 970 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
 971
 972 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
 973         __SCHED_FEAT_##name ,
 974
 975 enum {
 976 #include "features.h"
 977         __SCHED_FEAT_NR,
 978 };
 979
 980 #undef SCHED_FEAT
 981
 982 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
 983 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
 984 static __always_inline bool static_branch_##name(struct static_key *key) \
 985 {                                                                       \
 986         return static_key_##enabled(key);                               \
 987 }
 988
 989 #include "features.h"
 990
 991 #undef SCHED_FEAT
 992
 993 extern struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
 994 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
 995 #else /* !(SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL) */
 996 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
 997 #endif /* SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL */
 998
 999 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1000 #define sched_feat_numa(x) sched_feat(x)
1001 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1002 #define numabalancing_enabled sched_feat_numa(NUMA)
1003 #else
1004 extern bool numabalancing_enabled;
1005 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
1006 #else
1007 #define sched_feat_numa(x) (0)
1008 #define numabalancing_enabled (0)
1009 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1010
1011 static inline u64 global_rt_period(void)
1012 {
1013         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
1014 }
1015
1016 static inline u64 global_rt_runtime(void)
1017 {
1018         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
1019                 return RUNTIME_INF;
1020
1021         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
1022 }
1023
1024 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1025 {
1026         return rq->curr == p;
1027 }
1028
1029 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1030 {
1031 #ifdef CONFIG_SMP
1032         return p->on_cpu;
1033 #else
1034         return task_current(rq, p);
1035 #endif
1036 }
1037
1038 static inline int task_on_rq_queued(struct task_struct *p)
1039 {
1040         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_QUEUED;
1041 }
1042
1043 static inline int task_on_rq_migrating(struct task_struct *p)
1044 {
1045         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1046 }
1047
1048 #ifndef prepare_arch_switch
1049 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
1050 #endif
1051 #ifndef finish_arch_switch
1052 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
1053 #endif
1054 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
1055 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
1056 #endif
1057
1058 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1059 {
1060 #ifdef CONFIG_SMP
1061         /*
1062          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
1063          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
1064          * here.
1065          */
1066         next->on_cpu = 1;
1067 #endif
1068 }
1069
1070 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1071 {
1072 #ifdef CONFIG_SMP
1073         /*
1074          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
1075          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
1076          * finished.
1077          */
1078         smp_wmb();
1079         prev->on_cpu = 0;
1080 #endif
1081 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
1082         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
1083         rq->lock.owner = current;
1084 #endif
1085         /*
1086          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
1087          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
1088          * prev into current:
1089          */
1090         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
1091
1092         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1093 }
1094
1095 /*
1096  * wake flags
1097  */
1098 #define WF_SYNC         0x01            /* waker goes to sleep after wakeup */
1099 #define WF_FORK         0x02            /* child wakeup after fork */
1100 #define WF_MIGRATED     0x4             /* internal use, task got migrated */
1101
1102 /*
1103  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1104  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1105  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1106  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1107  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1108  * slice expiry etc.
1109  */
1110
1111 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
1112 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
1113
1114 /*
1115  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
1116  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
1117  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
1118  * that remained on nice 0.
1119  *
1120  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
1121  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
1122  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
1123  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
1124  * the relative distance between them is ~25%.)
1125  */
1126 static const int prio_to_weight[40] = {
1127  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
1128  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
1129  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
1130  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
1131  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
1132  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
1133  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
1134  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
1135 };
1136
1137 /*
1138  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
1139  *
1140  * In cases where the weight does not change often, we can use the
1141  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
1142  * into multiplications:
1143  */
1144 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
1145  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
1146  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
1147  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
1148  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
1149  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
1150  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
1151  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
1152  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
1153 };
1154
1155 #define ENQUEUE_WAKEUP          1
1156 #define ENQUEUE_HEAD            2
1157 #ifdef CONFIG_SMP
1158 #define ENQUEUE_WAKING          4       /* sched_class::task_waking was called */
1159 #else
1160 #define ENQUEUE_WAKING          0
1161 #endif
1162 #define ENQUEUE_REPLENISH       8
1163
1164 #define DEQUEUE_SLEEP           1
1165
1166 #define RETRY_TASK              ((void *)-1UL)
1167
1168 struct sched_class {
1169         const struct sched_class *next;
1170
1171         void (*enqueue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1172         void (*dequeue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1173         void (*yield_task) (struct rq *rq);
1174         bool (*yield_to_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt);
1175
1176         void (*check_preempt_curr) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1177
1178         /*
1179          * It is the responsibility of the pick_next_task() method that will
1180          * return the next task to call put_prev_task() on the @prev task or
1181          * something equivalent.
1182          *
1183          * May return RETRY_TASK when it finds a higher prio class has runnable
1184          * tasks.
1185          */
1186         struct task_struct * (*pick_next_task) (struct rq *rq,
1187                                                 struct task_struct *prev);
1188         void (*put_prev_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p);
1189
1190 #ifdef CONFIG_SMP
1191         int  (*select_task_rq)(struct task_struct *p, int task_cpu, int sd_flag, int flags);
1192         void (*migrate_task_rq)(struct task_struct *p, int next_cpu);
1193
1194         void (*post_schedule) (struct rq *this_rq);
1195         void (*task_waking) (struct task_struct *task);
1196         void (*task_woken) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1197
1198         void (*set_cpus_allowed)(struct task_struct *p,
1199                                  const struct cpumask *newmask);
1200
1201         void (*rq_online)(struct rq *rq);
1202         void (*rq_offline)(struct rq *rq);
1203 #endif
1204
1205         void (*set_curr_task) (struct rq *rq);
1206         void (*task_tick) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued);
1207         void (*task_fork) (struct task_struct *p);
1208         void (*task_dead) (struct task_struct *p);
1209
1210         /*
1211          * The switched_from() call is allowed to drop rq->lock, therefore we
1212          * cannot assume the switched_from/switched_to pair is serliazed by
1213          * rq->lock. They are however serialized by p->pi_lock.
1214          */
1215         void (*switched_from) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1216         void (*switched_to) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1217         void (*prio_changed) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task,
1218                              int oldprio);
1219
1220         unsigned int (*get_rr_interval) (struct rq *rq,
1221                                          struct task_struct *task);
1222
1223         void (*update_curr) (struct rq *rq);
1224
1225 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1226         void (*task_move_group) (struct task_struct *p, int on_rq);
1227 #endif
1228 };
1229
1230 static inline void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1231 {
1232         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
1233 }
1234
1235 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1236 #define for_each_class(class) \
1237    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1238
1239 extern const struct sched_class stop_sched_class;
1240 extern const struct sched_class dl_sched_class;
1241 extern const struct sched_class rt_sched_class;
1242 extern const struct sched_class fair_sched_class;
1243 extern const struct sched_class idle_sched_class;
1244
1245
1246 #ifdef CONFIG_SMP
1247
1248 extern void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu);
1249
1250 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq);
1251
1252 extern void idle_enter_fair(struct rq *this_rq);
1253 extern void idle_exit_fair(struct rq *this_rq);
1254
1255 #else
1256
1257 static inline void idle_enter_fair(struct rq *rq) { }
1258 static inline void idle_exit_fair(struct rq *rq) { }
1259
1260 #endif
1261
1262 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
1263 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1264                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1265 {
1266         rq->idle_state = idle_state;
1267 }
1268
1269 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1270 {
1271         WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1272         return rq->idle_state;
1273 }
1274 #else
1275 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1276                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1277 {
1278 }
1279
1280 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1281 {
1282         return NULL;
1283 }
1284 #endif
1285
1286 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
1287 extern void sched_init_granularity(void);
1288 extern void update_max_interval(void);
1289
1290 extern void init_sched_dl_class(void);
1291 extern void init_sched_rt_class(void);
1292 extern void init_sched_fair_class(void);
1293
1294 extern void resched_curr(struct rq *rq);
1295 extern void resched_cpu(int cpu);
1296
1297 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
1298 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
1299
1300 extern struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
1301 extern void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime);
1302 extern void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1303
1304 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime);
1305
1306 extern void init_task_runnable_average(struct task_struct *p);
1307
1308 static inline void add_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1309 {
1310         unsigned prev_nr = rq->nr_running;
1311
1312         rq->nr_running = prev_nr + count;
1313
1314         if (prev_nr < 2 && rq->nr_running >= 2) {
1315 #ifdef CONFIG_SMP
1316                 if (!rq->rd->overload)
1317                         rq->rd->overload = true;
1318 #endif
1319
1320 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1321                 if (tick_nohz_full_cpu(rq->cpu)) {
1322                         /*
1323                          * Tick is needed if more than one task runs on a CPU.
1324                          * Send the target an IPI to kick it out of nohz mode.
1325                          *
1326                          * We assume that IPI implies full memory barrier and the
1327                          * new value of rq->nr_running is visible on reception
1328                          * from the target.
1329                          */
1330                         tick_nohz_full_kick_cpu(rq->cpu);
1331                 }
1332 #endif
1333         }
1334 }
1335
1336 static inline void sub_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1337 {
1338         rq->nr_running -= count;
1339 }
1340
1341 static inline void rq_last_tick_reset(struct rq *rq)
1342 {
1343 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1344         rq->last_sched_tick = jiffies;
1345 #endif
1346 }
1347
1348 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
1349
1350 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1351 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1352
1353 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1354
1355 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg;
1356 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
1357 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
1358
1359 static inline u64 sched_avg_period(void)
1360 {
1361         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
1362 }
1363
1364 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1365
1366 /*
1367  * Use hrtick when:
1368  *  - enabled by features
1369  *  - hrtimer is actually high res
1370  */
1371 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1372 {
1373         if (!sched_feat(HRTICK))
1374                 return 0;
1375         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1376                 return 0;
1377         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1378 }
1379
1380 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
1381
1382 #else
1383
1384 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1385 {
1386         return 0;
1387 }
1388
1389 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1390
1391 #ifdef CONFIG_SMP
1392 extern void sched_avg_update(struct rq *rq);
1393
1394 #ifndef arch_scale_freq_capacity
1395 static __always_inline
1396 unsigned long arch_scale_freq_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
1397 {
1398         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1399 }
1400 #endif
1401
1402 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1403 {
1404         rq->rt_avg += rt_delta * arch_scale_freq_capacity(NULL, cpu_of(rq));
1405         sched_avg_update(rq);
1406 }
1407 #else
1408 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta) { }
1409 static inline void sched_avg_update(struct rq *rq) { }
1410 #endif
1411
1412 extern void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period);
1413
1414 /*
1415  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
1416  */
1417 static inline struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p)
1418         __acquires(rq->lock)
1419 {
1420         struct rq *rq;
1421
1422         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1423
1424         for (;;) {
1425                 rq = task_rq(p);
1426                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1427                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p)))
1428                         return rq;
1429                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1430
1431                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
1432                         cpu_relax();
1433         }
1434 }
1435
1436 /*
1437  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
1438  */
1439 static inline struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1440         __acquires(p->pi_lock)
1441         __acquires(rq->lock)
1442 {
1443         struct rq *rq;
1444
1445         for (;;) {
1446                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, *flags);
1447                 rq = task_rq(p);
1448                 raw_spin_lock(&rq->lock);
1449                 /*
1450                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
1451                  *
1452                  *      ACQUIRE (rq->lock)
1453                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
1454                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
1455                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
1456                  *                                      [L] ->on_rq
1457                  *      RELEASE (rq->lock)
1458                  *
1459                  * If we observe the old cpu in task_rq_lock, the acquire of
1460                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
1461                  *
1462                  * If we observe the new cpu in task_rq_lock, the acquire will
1463                  * pair with the WMB to ensure we must then also see migrating.
1464                  */
1465                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p)))
1466                         return rq;
1467                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
1468                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1469
1470                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
1471                         cpu_relax();
1472         }
1473 }
1474
1475 static inline void __task_rq_unlock(struct rq *rq)
1476         __releases(rq->lock)
1477 {
1478         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1479 }
1480
1481 static inline void
1482 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, unsigned long *flags)
1483         __releases(rq->lock)
1484         __releases(p->pi_lock)
1485 {
1486         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1487         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, *flags);
1488 }
1489
1490 #ifdef CONFIG_SMP
1491 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1492
1493 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1494
1495 /*
1496  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1497  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1498  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1499  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1500  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1501  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1502  */
1503 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1504         __releases(this_rq->lock)
1505         __acquires(busiest->lock)
1506         __acquires(this_rq->lock)
1507 {
1508         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1509         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1510
1511         return 1;
1512 }
1513
1514 #else
1515 /*
1516  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1517  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1518  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1519  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1520  * regardless of entry order into the function.
1521  */
1522 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1523         __releases(this_rq->lock)
1524         __acquires(busiest->lock)
1525         __acquires(this_rq->lock)
1526 {
1527         int ret = 0;
1528
1529         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1530                 if (busiest < this_rq) {
1531                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1532                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1533                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1534                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1535                         ret = 1;
1536                 } else
1537                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1538                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1539         }
1540         return ret;
1541 }
1542
1543 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1544
1545 /*
1546  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1547  */
1548 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1549 {
1550         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1551                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1552                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1553                 BUG_ON(1);
1554         }
1555
1556         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1557 }
1558
1559 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1560         __releases(busiest->lock)
1561 {
1562         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1563         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1564 }
1565
1566 static inline void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1567 {
1568         if (l1 > l2)
1569                 swap(l1, l2);
1570
1571         spin_lock(l1);
1572         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1573 }
1574
1575 static inline void double_lock_irq(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
1576 {
1577         if (l1 > l2)
1578                 swap(l1, l2);
1579
1580         spin_lock_irq(l1);
1581         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1582 }
1583
1584 static inline void double_raw_lock(raw_spinlock_t *l1, raw_spinlock_t *l2)
1585 {
1586         if (l1 > l2)
1587                 swap(l1, l2);
1588
1589         raw_spin_lock(l1);
1590         raw_spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1591 }
1592
1593 /*
1594  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1595  *
1596  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1597  * you need to do so manually before calling.
1598  */
1599 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1600         __acquires(rq1->lock)
1601         __acquires(rq2->lock)
1602 {
1603         BUG_ON(!irqs_disabled());
1604         if (rq1 == rq2) {
1605                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1606                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1607         } else {
1608                 if (rq1 < rq2) {
1609                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1610                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1611                 } else {
1612                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1613                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1614                 }
1615         }
1616 }
1617
1618 /*
1619  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1620  *
1621  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1622  * you need to do so manually after calling.
1623  */
1624 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1625         __releases(rq1->lock)
1626         __releases(rq2->lock)
1627 {
1628         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1629         if (rq1 != rq2)
1630                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1631         else
1632                 __release(rq2->lock);
1633 }
1634
1635 #else /* CONFIG_SMP */
1636
1637 /*
1638  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1639  *
1640  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1641  * you need to do so manually before calling.
1642  */
1643 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1644         __acquires(rq1->lock)
1645         __acquires(rq2->lock)
1646 {
1647         BUG_ON(!irqs_disabled());
1648         BUG_ON(rq1 != rq2);
1649         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1650         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1651 }
1652
1653 /*
1654  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1655  *
1656  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1657  * you need to do so manually after calling.
1658  */
1659 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1660         __releases(rq1->lock)
1661         __releases(rq2->lock)
1662 {
1663         BUG_ON(rq1 != rq2);
1664         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1665         __release(rq2->lock);
1666 }
1667
1668 #endif
1669
1670 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1671 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1672 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1673 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1674 extern void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1675
1676 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
1677 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq);
1678 extern void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq);
1679
1680 extern void cfs_bandwidth_usage_inc(void);
1681 extern void cfs_bandwidth_usage_dec(void);
1682
1683 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1684 enum rq_nohz_flag_bits {
1685         NOHZ_TICK_STOPPED,
1686         NOHZ_BALANCE_KICK,
1687 };
1688
1689 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
1690 #endif
1691
1692 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1693
1694 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1695 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1696
1697 #ifndef CONFIG_64BIT
1698 DECLARE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
1699
1700 static inline void irq_time_write_begin(void)
1701 {
1702         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1703         smp_wmb();
1704 }
1705
1706 static inline void irq_time_write_end(void)
1707 {
1708         smp_wmb();
1709         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1710 }
1711
1712 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1713 {
1714         u64 irq_time;
1715         unsigned seq;
1716
1717         do {
1718                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
1719                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
1720                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1721         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
1722
1723         return irq_time;
1724 }
1725 #else /* CONFIG_64BIT */
1726 static inline void irq_time_write_begin(void)
1727 {
1728 }
1729
1730 static inline void irq_time_write_end(void)
1731 {
1732 }
1733
1734 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1735 {
1736         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1737 }
1738 #endif /* CONFIG_64BIT */
1739 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */