sched: Add a tracepoint to track rq->nr_running
[linux-2.6-block.git] / kernel / sched / sched.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 /*
3  * Scheduler internal types and methods:
4  */
5 #include <linux/sched.h>
6
7 #include <linux/sched/autogroup.h>
8 #include <linux/sched/clock.h>
9 #include <linux/sched/coredump.h>
10 #include <linux/sched/cpufreq.h>
11 #include <linux/sched/cputime.h>
12 #include <linux/sched/deadline.h>
13 #include <linux/sched/debug.h>
14 #include <linux/sched/hotplug.h>
15 #include <linux/sched/idle.h>
16 #include <linux/sched/init.h>
17 #include <linux/sched/isolation.h>
18 #include <linux/sched/jobctl.h>
19 #include <linux/sched/loadavg.h>
20 #include <linux/sched/mm.h>
21 #include <linux/sched/nohz.h>
22 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
23 #include <linux/sched/prio.h>
24 #include <linux/sched/rt.h>
25 #include <linux/sched/signal.h>
26 #include <linux/sched/smt.h>
27 #include <linux/sched/stat.h>
28 #include <linux/sched/sysctl.h>
29 #include <linux/sched/task.h>
30 #include <linux/sched/task_stack.h>
31 #include <linux/sched/topology.h>
32 #include <linux/sched/user.h>
33 #include <linux/sched/wake_q.h>
34 #include <linux/sched/xacct.h>
35
36 #include <uapi/linux/sched/types.h>
37
38 #include <linux/binfmts.h>
39 #include <linux/blkdev.h>
40 #include <linux/compat.h>
41 #include <linux/context_tracking.h>
42 #include <linux/cpufreq.h>
43 #include <linux/cpuidle.h>
44 #include <linux/cpuset.h>
45 #include <linux/ctype.h>
46 #include <linux/debugfs.h>
47 #include <linux/delayacct.h>
48 #include <linux/energy_model.h>
49 #include <linux/init_task.h>
50 #include <linux/kprobes.h>
51 #include <linux/kthread.h>
52 #include <linux/membarrier.h>
53 #include <linux/migrate.h>
54 #include <linux/mmu_context.h>
55 #include <linux/nmi.h>
56 #include <linux/proc_fs.h>
57 #include <linux/prefetch.h>
58 #include <linux/profile.h>
59 #include <linux/psi.h>
60 #include <linux/rcupdate_wait.h>
61 #include <linux/security.h>
62 #include <linux/stop_machine.h>
63 #include <linux/suspend.h>
64 #include <linux/swait.h>
65 #include <linux/syscalls.h>
66 #include <linux/task_work.h>
67 #include <linux/tsacct_kern.h>
68
69 #include <asm/tlb.h>
70 #include <asm-generic/vmlinux.lds.h>
71
72 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
73 # include <asm/paravirt.h>
74 #endif
75
76 #include "cpupri.h"
77 #include "cpudeadline.h"
78
79 #include <trace/events/sched.h>
80
81 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
82 # define SCHED_WARN_ON(x)       WARN_ONCE(x, #x)
83 #else
84 # define SCHED_WARN_ON(x)       ({ (void)(x), 0; })
85 #endif
86
87 struct rq;
88 struct cpuidle_state;
89
90 /* task_struct::on_rq states: */
91 #define TASK_ON_RQ_QUEUED       1
92 #define TASK_ON_RQ_MIGRATING    2
93
94 extern __read_mostly int scheduler_running;
95
96 extern unsigned long calc_load_update;
97 extern atomic_long_t calc_load_tasks;
98
99 extern void calc_global_load_tick(struct rq *this_rq);
100 extern long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq, long adjust);
101
102 extern void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count);
103 /*
104  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
105  */
106 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
107
108 /*
109  * Increase resolution of nice-level calculations for 64-bit architectures.
110  * The extra resolution improves shares distribution and load balancing of
111  * low-weight task groups (eg. nice +19 on an autogroup), deeper taskgroup
112  * hierarchies, especially on larger systems. This is not a user-visible change
113  * and does not change the user-interface for setting shares/weights.
114  *
115  * We increase resolution only if we have enough bits to allow this increased
116  * resolution (i.e. 64-bit). The costs for increasing resolution when 32-bit
117  * are pretty high and the returns do not justify the increased costs.
118  *
119  * Really only required when CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED=y is also set, but to
120  * increase coverage and consistency always enable it on 64-bit platforms.
121  */
122 #ifdef CONFIG_64BIT
123 # define NICE_0_LOAD_SHIFT      (SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT + SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT)
124 # define scale_load(w)          ((w) << SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT)
125 # define scale_load_down(w) \
126 ({ \
127         unsigned long __w = (w); \
128         if (__w) \
129                 __w = max(2UL, __w >> SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT); \
130         __w; \
131 })
132 #else
133 # define NICE_0_LOAD_SHIFT      (SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT)
134 # define scale_load(w)          (w)
135 # define scale_load_down(w)     (w)
136 #endif
137
138 /*
139  * Task weight (visible to users) and its load (invisible to users) have
140  * independent resolution, but they should be well calibrated. We use
141  * scale_load() and scale_load_down(w) to convert between them. The
142  * following must be true:
143  *
144  *  scale_load(sched_prio_to_weight[USER_PRIO(NICE_TO_PRIO(0))]) == NICE_0_LOAD
145  *
146  */
147 #define NICE_0_LOAD             (1L << NICE_0_LOAD_SHIFT)
148
149 /*
150  * Single value that decides SCHED_DEADLINE internal math precision.
151  * 10 -> just above 1us
152  * 9  -> just above 0.5us
153  */
154 #define DL_SCALE                10
155
156 /*
157  * Single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
158  */
159 #define RUNTIME_INF             ((u64)~0ULL)
160
161 static inline int idle_policy(int policy)
162 {
163         return policy == SCHED_IDLE;
164 }
165 static inline int fair_policy(int policy)
166 {
167         return policy == SCHED_NORMAL || policy == SCHED_BATCH;
168 }
169
170 static inline int rt_policy(int policy)
171 {
172         return policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR;
173 }
174
175 static inline int dl_policy(int policy)
176 {
177         return policy == SCHED_DEADLINE;
178 }
179 static inline bool valid_policy(int policy)
180 {
181         return idle_policy(policy) || fair_policy(policy) ||
182                 rt_policy(policy) || dl_policy(policy);
183 }
184
185 static inline int task_has_idle_policy(struct task_struct *p)
186 {
187         return idle_policy(p->policy);
188 }
189
190 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
191 {
192         return rt_policy(p->policy);
193 }
194
195 static inline int task_has_dl_policy(struct task_struct *p)
196 {
197         return dl_policy(p->policy);
198 }
199
200 #define cap_scale(v, s) ((v)*(s) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT)
201
202 static inline void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
203 {
204         s64 diff = sample - *avg;
205         *avg += diff / 8;
206 }
207
208 /*
209  * !! For sched_setattr_nocheck() (kernel) only !!
210  *
211  * This is actually gross. :(
212  *
213  * It is used to make schedutil kworker(s) higher priority than SCHED_DEADLINE
214  * tasks, but still be able to sleep. We need this on platforms that cannot
215  * atomically change clock frequency. Remove once fast switching will be
216  * available on such platforms.
217  *
218  * SUGOV stands for SchedUtil GOVernor.
219  */
220 #define SCHED_FLAG_SUGOV        0x10000000
221
222 static inline bool dl_entity_is_special(struct sched_dl_entity *dl_se)
223 {
224 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL
225         return unlikely(dl_se->flags & SCHED_FLAG_SUGOV);
226 #else
227         return false;
228 #endif
229 }
230
231 /*
232  * Tells if entity @a should preempt entity @b.
233  */
234 static inline bool
235 dl_entity_preempt(struct sched_dl_entity *a, struct sched_dl_entity *b)
236 {
237         return dl_entity_is_special(a) ||
238                dl_time_before(a->deadline, b->deadline);
239 }
240
241 /*
242  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
243  */
244 struct rt_prio_array {
245         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
246         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
247 };
248
249 struct rt_bandwidth {
250         /* nests inside the rq lock: */
251         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
252         ktime_t                 rt_period;
253         u64                     rt_runtime;
254         struct hrtimer          rt_period_timer;
255         unsigned int            rt_period_active;
256 };
257
258 void __dl_clear_params(struct task_struct *p);
259
260 /*
261  * To keep the bandwidth of -deadline tasks and groups under control
262  * we need some place where:
263  *  - store the maximum -deadline bandwidth of the system (the group);
264  *  - cache the fraction of that bandwidth that is currently allocated.
265  *
266  * This is all done in the data structure below. It is similar to the
267  * one used for RT-throttling (rt_bandwidth), with the main difference
268  * that, since here we are only interested in admission control, we
269  * do not decrease any runtime while the group "executes", neither we
270  * need a timer to replenish it.
271  *
272  * With respect to SMP, the bandwidth is given on a per-CPU basis,
273  * meaning that:
274  *  - dl_bw (< 100%) is the bandwidth of the system (group) on each CPU;
275  *  - dl_total_bw array contains, in the i-eth element, the currently
276  *    allocated bandwidth on the i-eth CPU.
277  * Moreover, groups consume bandwidth on each CPU, while tasks only
278  * consume bandwidth on the CPU they're running on.
279  * Finally, dl_total_bw_cpu is used to cache the index of dl_total_bw
280  * that will be shown the next time the proc or cgroup controls will
281  * be red. It on its turn can be changed by writing on its own
282  * control.
283  */
284 struct dl_bandwidth {
285         raw_spinlock_t          dl_runtime_lock;
286         u64                     dl_runtime;
287         u64                     dl_period;
288 };
289
290 static inline int dl_bandwidth_enabled(void)
291 {
292         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
293 }
294
295 struct dl_bw {
296         raw_spinlock_t          lock;
297         u64                     bw;
298         u64                     total_bw;
299 };
300
301 static inline void __dl_update(struct dl_bw *dl_b, s64 bw);
302
303 static inline
304 void __dl_sub(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw, int cpus)
305 {
306         dl_b->total_bw -= tsk_bw;
307         __dl_update(dl_b, (s32)tsk_bw / cpus);
308 }
309
310 static inline
311 void __dl_add(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw, int cpus)
312 {
313         dl_b->total_bw += tsk_bw;
314         __dl_update(dl_b, -((s32)tsk_bw / cpus));
315 }
316
317 static inline bool __dl_overflow(struct dl_bw *dl_b, unsigned long cap,
318                                  u64 old_bw, u64 new_bw)
319 {
320         return dl_b->bw != -1 &&
321                cap_scale(dl_b->bw, cap) < dl_b->total_bw - old_bw + new_bw;
322 }
323
324 /*
325  * Verify the fitness of task @p to run on @cpu taking into account the
326  * CPU original capacity and the runtime/deadline ratio of the task.
327  *
328  * The function will return true if the CPU original capacity of the
329  * @cpu scaled by SCHED_CAPACITY_SCALE >= runtime/deadline ratio of the
330  * task and false otherwise.
331  */
332 static inline bool dl_task_fits_capacity(struct task_struct *p, int cpu)
333 {
334         unsigned long cap = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
335
336         return cap_scale(p->dl.dl_deadline, cap) >= p->dl.dl_runtime;
337 }
338
339 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
340 extern int  sched_dl_global_validate(void);
341 extern void sched_dl_do_global(void);
342 extern int  sched_dl_overflow(struct task_struct *p, int policy, const struct sched_attr *attr);
343 extern void __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr);
344 extern void __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr);
345 extern bool __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr);
346 extern bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr);
347 extern int  dl_task_can_attach(struct task_struct *p, const struct cpumask *cs_cpus_allowed);
348 extern int  dl_cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur, const struct cpumask *trial);
349 extern bool dl_cpu_busy(unsigned int cpu);
350
351 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
352
353 #include <linux/cgroup.h>
354 #include <linux/psi.h>
355
356 struct cfs_rq;
357 struct rt_rq;
358
359 extern struct list_head task_groups;
360
361 struct cfs_bandwidth {
362 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
363         raw_spinlock_t          lock;
364         ktime_t                 period;
365         u64                     quota;
366         u64                     runtime;
367         s64                     hierarchical_quota;
368
369         u8                      idle;
370         u8                      period_active;
371         u8                      slack_started;
372         struct hrtimer          period_timer;
373         struct hrtimer          slack_timer;
374         struct list_head        throttled_cfs_rq;
375
376         /* Statistics: */
377         int                     nr_periods;
378         int                     nr_throttled;
379         u64                     throttled_time;
380 #endif
381 };
382
383 /* Task group related information */
384 struct task_group {
385         struct cgroup_subsys_state css;
386
387 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
388         /* schedulable entities of this group on each CPU */
389         struct sched_entity     **se;
390         /* runqueue "owned" by this group on each CPU */
391         struct cfs_rq           **cfs_rq;
392         unsigned long           shares;
393
394 #ifdef  CONFIG_SMP
395         /*
396          * load_avg can be heavily contended at clock tick time, so put
397          * it in its own cacheline separated from the fields above which
398          * will also be accessed at each tick.
399          */
400         atomic_long_t           load_avg ____cacheline_aligned;
401 #endif
402 #endif
403
404 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
405         struct sched_rt_entity  **rt_se;
406         struct rt_rq            **rt_rq;
407
408         struct rt_bandwidth     rt_bandwidth;
409 #endif
410
411         struct rcu_head         rcu;
412         struct list_head        list;
413
414         struct task_group       *parent;
415         struct list_head        siblings;
416         struct list_head        children;
417
418 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
419         struct autogroup        *autogroup;
420 #endif
421
422         struct cfs_bandwidth    cfs_bandwidth;
423
424 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
425         /* The two decimal precision [%] value requested from user-space */
426         unsigned int            uclamp_pct[UCLAMP_CNT];
427         /* Clamp values requested for a task group */
428         struct uclamp_se        uclamp_req[UCLAMP_CNT];
429         /* Effective clamp values used for a task group */
430         struct uclamp_se        uclamp[UCLAMP_CNT];
431 #endif
432
433 };
434
435 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
436 #define ROOT_TASK_GROUP_LOAD    NICE_0_LOAD
437
438 /*
439  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
440  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
441  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
442  * too large, so as the shares value of a task group.
443  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
444  *  limitation from this.)
445  */
446 #define MIN_SHARES              (1UL <<  1)
447 #define MAX_SHARES              (1UL << 18)
448 #endif
449
450 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
451
452 extern int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
453                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data);
454
455 /*
456  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
457  * leaving it for the final time.
458  *
459  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
460  */
461 static inline int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
462 {
463         return walk_tg_tree_from(&root_task_group, down, up, data);
464 }
465
466 extern int tg_nop(struct task_group *tg, void *data);
467
468 extern void free_fair_sched_group(struct task_group *tg);
469 extern int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
470 extern void online_fair_sched_group(struct task_group *tg);
471 extern void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg);
472 extern void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
473                         struct sched_entity *se, int cpu,
474                         struct sched_entity *parent);
475 extern void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
476
477 extern void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
478 extern void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
479 extern void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
480
481 extern void free_rt_sched_group(struct task_group *tg);
482 extern int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
483 extern void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
484                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu,
485                 struct sched_rt_entity *parent);
486 extern int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us);
487 extern int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us);
488 extern long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg);
489 extern long sched_group_rt_period(struct task_group *tg);
490 extern int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk);
491
492 extern struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent);
493 extern void sched_online_group(struct task_group *tg,
494                                struct task_group *parent);
495 extern void sched_destroy_group(struct task_group *tg);
496 extern void sched_offline_group(struct task_group *tg);
497
498 extern void sched_move_task(struct task_struct *tsk);
499
500 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
501 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
502
503 #ifdef CONFIG_SMP
504 extern void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
505                              struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next);
506 #else /* !CONFIG_SMP */
507 static inline void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
508                              struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next) { }
509 #endif /* CONFIG_SMP */
510 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
511
512 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
513
514 struct cfs_bandwidth { };
515
516 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
517
518 /* CFS-related fields in a runqueue */
519 struct cfs_rq {
520         struct load_weight      load;
521         unsigned int            nr_running;
522         unsigned int            h_nr_running;      /* SCHED_{NORMAL,BATCH,IDLE} */
523         unsigned int            idle_h_nr_running; /* SCHED_IDLE */
524
525         u64                     exec_clock;
526         u64                     min_vruntime;
527 #ifndef CONFIG_64BIT
528         u64                     min_vruntime_copy;
529 #endif
530
531         struct rb_root_cached   tasks_timeline;
532
533         /*
534          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
535          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
536          */
537         struct sched_entity     *curr;
538         struct sched_entity     *next;
539         struct sched_entity     *last;
540         struct sched_entity     *skip;
541
542 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
543         unsigned int            nr_spread_over;
544 #endif
545
546 #ifdef CONFIG_SMP
547         /*
548          * CFS load tracking
549          */
550         struct sched_avg        avg;
551 #ifndef CONFIG_64BIT
552         u64                     load_last_update_time_copy;
553 #endif
554         struct {
555                 raw_spinlock_t  lock ____cacheline_aligned;
556                 int             nr;
557                 unsigned long   load_avg;
558                 unsigned long   util_avg;
559                 unsigned long   runnable_avg;
560         } removed;
561
562 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
563         unsigned long           tg_load_avg_contrib;
564         long                    propagate;
565         long                    prop_runnable_sum;
566
567         /*
568          *   h_load = weight * f(tg)
569          *
570          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
571          * this group.
572          */
573         unsigned long           h_load;
574         u64                     last_h_load_update;
575         struct sched_entity     *h_load_next;
576 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
577 #endif /* CONFIG_SMP */
578
579 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
580         struct rq               *rq;    /* CPU runqueue to which this cfs_rq is attached */
581
582         /*
583          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
584          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
585          * (like users, containers etc.)
586          *
587          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a CPU.
588          * This list is used during load balance.
589          */
590         int                     on_list;
591         struct list_head        leaf_cfs_rq_list;
592         struct task_group       *tg;    /* group that "owns" this runqueue */
593
594 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
595         int                     runtime_enabled;
596         s64                     runtime_remaining;
597
598         u64                     throttled_clock;
599         u64                     throttled_clock_task;
600         u64                     throttled_clock_task_time;
601         int                     throttled;
602         int                     throttle_count;
603         struct list_head        throttled_list;
604 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
605 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
606 };
607
608 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
609 {
610         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
611 }
612
613 /* RT IPI pull logic requires IRQ_WORK */
614 #if defined(CONFIG_IRQ_WORK) && defined(CONFIG_SMP)
615 # define HAVE_RT_PUSH_IPI
616 #endif
617
618 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
619 struct rt_rq {
620         struct rt_prio_array    active;
621         unsigned int            rt_nr_running;
622         unsigned int            rr_nr_running;
623 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
624         struct {
625                 int             curr; /* highest queued rt task prio */
626 #ifdef CONFIG_SMP
627                 int             next; /* next highest */
628 #endif
629         } highest_prio;
630 #endif
631 #ifdef CONFIG_SMP
632         unsigned long           rt_nr_migratory;
633         unsigned long           rt_nr_total;
634         int                     overloaded;
635         struct plist_head       pushable_tasks;
636
637 #endif /* CONFIG_SMP */
638         int                     rt_queued;
639
640         int                     rt_throttled;
641         u64                     rt_time;
642         u64                     rt_runtime;
643         /* Nests inside the rq lock: */
644         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
645
646 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
647         unsigned long           rt_nr_boosted;
648
649         struct rq               *rq;
650         struct task_group       *tg;
651 #endif
652 };
653
654 static inline bool rt_rq_is_runnable(struct rt_rq *rt_rq)
655 {
656         return rt_rq->rt_queued && rt_rq->rt_nr_running;
657 }
658
659 /* Deadline class' related fields in a runqueue */
660 struct dl_rq {
661         /* runqueue is an rbtree, ordered by deadline */
662         struct rb_root_cached   root;
663
664         unsigned long           dl_nr_running;
665
666 #ifdef CONFIG_SMP
667         /*
668          * Deadline values of the currently executing and the
669          * earliest ready task on this rq. Caching these facilitates
670          * the decision whether or not a ready but not running task
671          * should migrate somewhere else.
672          */
673         struct {
674                 u64             curr;
675                 u64             next;
676         } earliest_dl;
677
678         unsigned long           dl_nr_migratory;
679         int                     overloaded;
680
681         /*
682          * Tasks on this rq that can be pushed away. They are kept in
683          * an rb-tree, ordered by tasks' deadlines, with caching
684          * of the leftmost (earliest deadline) element.
685          */
686         struct rb_root_cached   pushable_dl_tasks_root;
687 #else
688         struct dl_bw            dl_bw;
689 #endif
690         /*
691          * "Active utilization" for this runqueue: increased when a
692          * task wakes up (becomes TASK_RUNNING) and decreased when a
693          * task blocks
694          */
695         u64                     running_bw;
696
697         /*
698          * Utilization of the tasks "assigned" to this runqueue (including
699          * the tasks that are in runqueue and the tasks that executed on this
700          * CPU and blocked). Increased when a task moves to this runqueue, and
701          * decreased when the task moves away (migrates, changes scheduling
702          * policy, or terminates).
703          * This is needed to compute the "inactive utilization" for the
704          * runqueue (inactive utilization = this_bw - running_bw).
705          */
706         u64                     this_bw;
707         u64                     extra_bw;
708
709         /*
710          * Inverse of the fraction of CPU utilization that can be reclaimed
711          * by the GRUB algorithm.
712          */
713         u64                     bw_ratio;
714 };
715
716 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
717 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
718 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
719
720 static inline void se_update_runnable(struct sched_entity *se)
721 {
722         if (!entity_is_task(se))
723                 se->runnable_weight = se->my_q->h_nr_running;
724 }
725
726 static inline long se_runnable(struct sched_entity *se)
727 {
728         if (entity_is_task(se))
729                 return !!se->on_rq;
730         else
731                 return se->runnable_weight;
732 }
733
734 #else
735 #define entity_is_task(se)      1
736
737 static inline void se_update_runnable(struct sched_entity *se) {}
738
739 static inline long se_runnable(struct sched_entity *se)
740 {
741         return !!se->on_rq;
742 }
743 #endif
744
745 #ifdef CONFIG_SMP
746 /*
747  * XXX we want to get rid of these helpers and use the full load resolution.
748  */
749 static inline long se_weight(struct sched_entity *se)
750 {
751         return scale_load_down(se->load.weight);
752 }
753
754
755 static inline bool sched_asym_prefer(int a, int b)
756 {
757         return arch_asym_cpu_priority(a) > arch_asym_cpu_priority(b);
758 }
759
760 struct perf_domain {
761         struct em_perf_domain *em_pd;
762         struct perf_domain *next;
763         struct rcu_head rcu;
764 };
765
766 /* Scheduling group status flags */
767 #define SG_OVERLOAD             0x1 /* More than one runnable task on a CPU. */
768 #define SG_OVERUTILIZED         0x2 /* One or more CPUs are over-utilized. */
769
770 /*
771  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
772  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
773  * fully partitioning the member CPUs from any other cpuset. Whenever a new
774  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
775  * object.
776  *
777  */
778 struct root_domain {
779         atomic_t                refcount;
780         atomic_t                rto_count;
781         struct rcu_head         rcu;
782         cpumask_var_t           span;
783         cpumask_var_t           online;
784
785         /*
786          * Indicate pullable load on at least one CPU, e.g:
787          * - More than one runnable task
788          * - Running task is misfit
789          */
790         int                     overload;
791
792         /* Indicate one or more cpus over-utilized (tipping point) */
793         int                     overutilized;
794
795         /*
796          * The bit corresponding to a CPU gets set here if such CPU has more
797          * than one runnable -deadline task (as it is below for RT tasks).
798          */
799         cpumask_var_t           dlo_mask;
800         atomic_t                dlo_count;
801         struct dl_bw            dl_bw;
802         struct cpudl            cpudl;
803
804 #ifdef HAVE_RT_PUSH_IPI
805         /*
806          * For IPI pull requests, loop across the rto_mask.
807          */
808         struct irq_work         rto_push_work;
809         raw_spinlock_t          rto_lock;
810         /* These are only updated and read within rto_lock */
811         int                     rto_loop;
812         int                     rto_cpu;
813         /* These atomics are updated outside of a lock */
814         atomic_t                rto_loop_next;
815         atomic_t                rto_loop_start;
816 #endif
817         /*
818          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
819          * one runnable RT task.
820          */
821         cpumask_var_t           rto_mask;
822         struct cpupri           cpupri;
823
824         unsigned long           max_cpu_capacity;
825
826         /*
827          * NULL-terminated list of performance domains intersecting with the
828          * CPUs of the rd. Protected by RCU.
829          */
830         struct perf_domain __rcu *pd;
831 };
832
833 extern void init_defrootdomain(void);
834 extern int sched_init_domains(const struct cpumask *cpu_map);
835 extern void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd);
836 extern void sched_get_rd(struct root_domain *rd);
837 extern void sched_put_rd(struct root_domain *rd);
838
839 #ifdef HAVE_RT_PUSH_IPI
840 extern void rto_push_irq_work_func(struct irq_work *work);
841 #endif
842 #endif /* CONFIG_SMP */
843
844 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
845 /*
846  * struct uclamp_bucket - Utilization clamp bucket
847  * @value: utilization clamp value for tasks on this clamp bucket
848  * @tasks: number of RUNNABLE tasks on this clamp bucket
849  *
850  * Keep track of how many tasks are RUNNABLE for a given utilization
851  * clamp value.
852  */
853 struct uclamp_bucket {
854         unsigned long value : bits_per(SCHED_CAPACITY_SCALE);
855         unsigned long tasks : BITS_PER_LONG - bits_per(SCHED_CAPACITY_SCALE);
856 };
857
858 /*
859  * struct uclamp_rq - rq's utilization clamp
860  * @value: currently active clamp values for a rq
861  * @bucket: utilization clamp buckets affecting a rq
862  *
863  * Keep track of RUNNABLE tasks on a rq to aggregate their clamp values.
864  * A clamp value is affecting a rq when there is at least one task RUNNABLE
865  * (or actually running) with that value.
866  *
867  * There are up to UCLAMP_CNT possible different clamp values, currently there
868  * are only two: minimum utilization and maximum utilization.
869  *
870  * All utilization clamping values are MAX aggregated, since:
871  * - for util_min: we want to run the CPU at least at the max of the minimum
872  *   utilization required by its currently RUNNABLE tasks.
873  * - for util_max: we want to allow the CPU to run up to the max of the
874  *   maximum utilization allowed by its currently RUNNABLE tasks.
875  *
876  * Since on each system we expect only a limited number of different
877  * utilization clamp values (UCLAMP_BUCKETS), use a simple array to track
878  * the metrics required to compute all the per-rq utilization clamp values.
879  */
880 struct uclamp_rq {
881         unsigned int value;
882         struct uclamp_bucket bucket[UCLAMP_BUCKETS];
883 };
884
885 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
886 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
887
888 /*
889  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
890  *
891  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
892  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
893  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
894  */
895 struct rq {
896         /* runqueue lock: */
897         raw_spinlock_t          lock;
898
899         /*
900          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
901          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
902          */
903         unsigned int            nr_running;
904 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
905         unsigned int            nr_numa_running;
906         unsigned int            nr_preferred_running;
907         unsigned int            numa_migrate_on;
908 #endif
909 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
910 #ifdef CONFIG_SMP
911         unsigned long           last_blocked_load_update_tick;
912         unsigned int            has_blocked_load;
913         call_single_data_t      nohz_csd;
914 #endif /* CONFIG_SMP */
915         unsigned int            nohz_tick_stopped;
916         atomic_t                nohz_flags;
917 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
918
919 #ifdef CONFIG_SMP
920         unsigned int            ttwu_pending;
921 #endif
922         u64                     nr_switches;
923
924 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
925         /* Utilization clamp values based on CPU's RUNNABLE tasks */
926         struct uclamp_rq        uclamp[UCLAMP_CNT] ____cacheline_aligned;
927         unsigned int            uclamp_flags;
928 #define UCLAMP_FLAG_IDLE 0x01
929 #endif
930
931         struct cfs_rq           cfs;
932         struct rt_rq            rt;
933         struct dl_rq            dl;
934
935 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
936         /* list of leaf cfs_rq on this CPU: */
937         struct list_head        leaf_cfs_rq_list;
938         struct list_head        *tmp_alone_branch;
939 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
940
941         /*
942          * This is part of a global counter where only the total sum
943          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
944          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
945          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
946          */
947         unsigned long           nr_uninterruptible;
948
949         struct task_struct __rcu        *curr;
950         struct task_struct      *idle;
951         struct task_struct      *stop;
952         unsigned long           next_balance;
953         struct mm_struct        *prev_mm;
954
955         unsigned int            clock_update_flags;
956         u64                     clock;
957         /* Ensure that all clocks are in the same cache line */
958         u64                     clock_task ____cacheline_aligned;
959         u64                     clock_pelt;
960         unsigned long           lost_idle_time;
961
962         atomic_t                nr_iowait;
963
964 #ifdef CONFIG_MEMBARRIER
965         int membarrier_state;
966 #endif
967
968 #ifdef CONFIG_SMP
969         struct root_domain              *rd;
970         struct sched_domain __rcu       *sd;
971
972         unsigned long           cpu_capacity;
973         unsigned long           cpu_capacity_orig;
974
975         struct callback_head    *balance_callback;
976
977         unsigned char           nohz_idle_balance;
978         unsigned char           idle_balance;
979
980         unsigned long           misfit_task_load;
981
982         /* For active balancing */
983         int                     active_balance;
984         int                     push_cpu;
985         struct cpu_stop_work    active_balance_work;
986
987         /* CPU of this runqueue: */
988         int                     cpu;
989         int                     online;
990
991         struct list_head cfs_tasks;
992
993         struct sched_avg        avg_rt;
994         struct sched_avg        avg_dl;
995 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
996         struct sched_avg        avg_irq;
997 #endif
998 #ifdef CONFIG_SCHED_THERMAL_PRESSURE
999         struct sched_avg        avg_thermal;
1000 #endif
1001         u64                     idle_stamp;
1002         u64                     avg_idle;
1003
1004         /* This is used to determine avg_idle's max value */
1005         u64                     max_idle_balance_cost;
1006 #endif /* CONFIG_SMP */
1007
1008 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1009         u64                     prev_irq_time;
1010 #endif
1011 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
1012         u64                     prev_steal_time;
1013 #endif
1014 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
1015         u64                     prev_steal_time_rq;
1016 #endif
1017
1018         /* calc_load related fields */
1019         unsigned long           calc_load_update;
1020         long                    calc_load_active;
1021
1022 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1023 #ifdef CONFIG_SMP
1024         call_single_data_t      hrtick_csd;
1025 #endif
1026         struct hrtimer          hrtick_timer;
1027 #endif
1028
1029 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
1030         /* latency stats */
1031         struct sched_info       rq_sched_info;
1032         unsigned long long      rq_cpu_time;
1033         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
1034
1035         /* sys_sched_yield() stats */
1036         unsigned int            yld_count;
1037
1038         /* schedule() stats */
1039         unsigned int            sched_count;
1040         unsigned int            sched_goidle;
1041
1042         /* try_to_wake_up() stats */
1043         unsigned int            ttwu_count;
1044         unsigned int            ttwu_local;
1045 #endif
1046
1047 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
1048         /* Must be inspected within a rcu lock section */
1049         struct cpuidle_state    *idle_state;
1050 #endif
1051 };
1052
1053 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1054
1055 /* CPU runqueue to which this cfs_rq is attached */
1056 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
1057 {
1058         return cfs_rq->rq;
1059 }
1060
1061 #else
1062
1063 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
1064 {
1065         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
1066 }
1067 #endif
1068
1069 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
1070 {
1071 #ifdef CONFIG_SMP
1072         return rq->cpu;
1073 #else
1074         return 0;
1075 #endif
1076 }
1077
1078
1079 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1080 extern void __update_idle_core(struct rq *rq);
1081
1082 static inline void update_idle_core(struct rq *rq)
1083 {
1084         if (static_branch_unlikely(&sched_smt_present))
1085                 __update_idle_core(rq);
1086 }
1087
1088 #else
1089 static inline void update_idle_core(struct rq *rq) { }
1090 #endif
1091
1092 DECLARE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
1093
1094 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
1095 #define this_rq()               this_cpu_ptr(&runqueues)
1096 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
1097 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
1098 #define raw_rq()                raw_cpu_ptr(&runqueues)
1099
1100 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
1101
1102 static inline u64 __rq_clock_broken(struct rq *rq)
1103 {
1104         return READ_ONCE(rq->clock);
1105 }
1106
1107 /*
1108  * rq::clock_update_flags bits
1109  *
1110  * %RQCF_REQ_SKIP - will request skipping of clock update on the next
1111  *  call to __schedule(). This is an optimisation to avoid
1112  *  neighbouring rq clock updates.
1113  *
1114  * %RQCF_ACT_SKIP - is set from inside of __schedule() when skipping is
1115  *  in effect and calls to update_rq_clock() are being ignored.
1116  *
1117  * %RQCF_UPDATED - is a debug flag that indicates whether a call has been
1118  *  made to update_rq_clock() since the last time rq::lock was pinned.
1119  *
1120  * If inside of __schedule(), clock_update_flags will have been
1121  * shifted left (a left shift is a cheap operation for the fast path
1122  * to promote %RQCF_REQ_SKIP to %RQCF_ACT_SKIP), so you must use,
1123  *
1124  *      if (rq-clock_update_flags >= RQCF_UPDATED)
1125  *
1126  * to check if %RQCF_UPADTED is set. It'll never be shifted more than
1127  * one position though, because the next rq_unpin_lock() will shift it
1128  * back.
1129  */
1130 #define RQCF_REQ_SKIP           0x01
1131 #define RQCF_ACT_SKIP           0x02
1132 #define RQCF_UPDATED            0x04
1133
1134 static inline void assert_clock_updated(struct rq *rq)
1135 {
1136         /*
1137          * The only reason for not seeing a clock update since the
1138          * last rq_pin_lock() is if we're currently skipping updates.
1139          */
1140         SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags < RQCF_ACT_SKIP);
1141 }
1142
1143 static inline u64 rq_clock(struct rq *rq)
1144 {
1145         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1146         assert_clock_updated(rq);
1147
1148         return rq->clock;
1149 }
1150
1151 static inline u64 rq_clock_task(struct rq *rq)
1152 {
1153         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1154         assert_clock_updated(rq);
1155
1156         return rq->clock_task;
1157 }
1158
1159 /**
1160  * By default the decay is the default pelt decay period.
1161  * The decay shift can change the decay period in
1162  * multiples of 32.
1163  *  Decay shift         Decay period(ms)
1164  *      0                       32
1165  *      1                       64
1166  *      2                       128
1167  *      3                       256
1168  *      4                       512
1169  */
1170 extern int sched_thermal_decay_shift;
1171
1172 static inline u64 rq_clock_thermal(struct rq *rq)
1173 {
1174         return rq_clock_task(rq) >> sched_thermal_decay_shift;
1175 }
1176
1177 static inline void rq_clock_skip_update(struct rq *rq)
1178 {
1179         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1180         rq->clock_update_flags |= RQCF_REQ_SKIP;
1181 }
1182
1183 /*
1184  * See rt task throttling, which is the only time a skip
1185  * request is cancelled.
1186  */
1187 static inline void rq_clock_cancel_skipupdate(struct rq *rq)
1188 {
1189         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1190         rq->clock_update_flags &= ~RQCF_REQ_SKIP;
1191 }
1192
1193 struct rq_flags {
1194         unsigned long flags;
1195         struct pin_cookie cookie;
1196 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1197         /*
1198          * A copy of (rq::clock_update_flags & RQCF_UPDATED) for the
1199          * current pin context is stashed here in case it needs to be
1200          * restored in rq_repin_lock().
1201          */
1202         unsigned int clock_update_flags;
1203 #endif
1204 };
1205
1206 static inline void rq_pin_lock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1207 {
1208         rf->cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1209
1210 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1211         rq->clock_update_flags &= (RQCF_REQ_SKIP|RQCF_ACT_SKIP);
1212         rf->clock_update_flags = 0;
1213 #endif
1214 }
1215
1216 static inline void rq_unpin_lock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1217 {
1218 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1219         if (rq->clock_update_flags > RQCF_ACT_SKIP)
1220                 rf->clock_update_flags = RQCF_UPDATED;
1221 #endif
1222
1223         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf->cookie);
1224 }
1225
1226 static inline void rq_repin_lock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1227 {
1228         lockdep_repin_lock(&rq->lock, rf->cookie);
1229
1230 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1231         /*
1232          * Restore the value we stashed in @rf for this pin context.
1233          */
1234         rq->clock_update_flags |= rf->clock_update_flags;
1235 #endif
1236 }
1237
1238 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1239         __acquires(rq->lock);
1240
1241 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1242         __acquires(p->pi_lock)
1243         __acquires(rq->lock);
1244
1245 static inline void __task_rq_unlock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1246         __releases(rq->lock)
1247 {
1248         rq_unpin_lock(rq, rf);
1249         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1250 }
1251
1252 static inline void
1253 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1254         __releases(rq->lock)
1255         __releases(p->pi_lock)
1256 {
1257         rq_unpin_lock(rq, rf);
1258         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1259         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
1260 }
1261
1262 static inline void
1263 rq_lock_irqsave(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1264         __acquires(rq->lock)
1265 {
1266         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, rf->flags);
1267         rq_pin_lock(rq, rf);
1268 }
1269
1270 static inline void
1271 rq_lock_irq(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1272         __acquires(rq->lock)
1273 {
1274         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
1275         rq_pin_lock(rq, rf);
1276 }
1277
1278 static inline void
1279 rq_lock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1280         __acquires(rq->lock)
1281 {
1282         raw_spin_lock(&rq->lock);
1283         rq_pin_lock(rq, rf);
1284 }
1285
1286 static inline void
1287 rq_relock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1288         __acquires(rq->lock)
1289 {
1290         raw_spin_lock(&rq->lock);
1291         rq_repin_lock(rq, rf);
1292 }
1293
1294 static inline void
1295 rq_unlock_irqrestore(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1296         __releases(rq->lock)
1297 {
1298         rq_unpin_lock(rq, rf);
1299         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, rf->flags);
1300 }
1301
1302 static inline void
1303 rq_unlock_irq(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1304         __releases(rq->lock)
1305 {
1306         rq_unpin_lock(rq, rf);
1307         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1308 }
1309
1310 static inline void
1311 rq_unlock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1312         __releases(rq->lock)
1313 {
1314         rq_unpin_lock(rq, rf);
1315         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1316 }
1317
1318 static inline struct rq *
1319 this_rq_lock_irq(struct rq_flags *rf)
1320         __acquires(rq->lock)
1321 {
1322         struct rq *rq;
1323
1324         local_irq_disable();
1325         rq = this_rq();
1326         rq_lock(rq, rf);
1327         return rq;
1328 }
1329
1330 #ifdef CONFIG_NUMA
1331 enum numa_topology_type {
1332         NUMA_DIRECT,
1333         NUMA_GLUELESS_MESH,
1334         NUMA_BACKPLANE,
1335 };
1336 extern enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
1337 extern int sched_max_numa_distance;
1338 extern bool find_numa_distance(int distance);
1339 extern void sched_init_numa(void);
1340 extern void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu);
1341 extern void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu);
1342 extern int sched_numa_find_closest(const struct cpumask *cpus, int cpu);
1343 #else
1344 static inline void sched_init_numa(void) { }
1345 static inline void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu) { }
1346 static inline void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu) { }
1347 static inline int sched_numa_find_closest(const struct cpumask *cpus, int cpu)
1348 {
1349         return nr_cpu_ids;
1350 }
1351 #endif
1352
1353 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1354 /* The regions in numa_faults array from task_struct */
1355 enum numa_faults_stats {
1356         NUMA_MEM = 0,
1357         NUMA_CPU,
1358         NUMA_MEMBUF,
1359         NUMA_CPUBUF
1360 };
1361 extern void sched_setnuma(struct task_struct *p, int node);
1362 extern int migrate_task_to(struct task_struct *p, int cpu);
1363 extern int migrate_swap(struct task_struct *p, struct task_struct *t,
1364                         int cpu, int scpu);
1365 extern void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p);
1366 #else
1367 static inline void
1368 init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
1369 {
1370 }
1371 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1372
1373 #ifdef CONFIG_SMP
1374
1375 static inline void
1376 queue_balance_callback(struct rq *rq,
1377                        struct callback_head *head,
1378                        void (*func)(struct rq *rq))
1379 {
1380         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1381
1382         if (unlikely(head->next))
1383                 return;
1384
1385         head->func = (void (*)(struct callback_head *))func;
1386         head->next = rq->balance_callback;
1387         rq->balance_callback = head;
1388 }
1389
1390 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
1391         rcu_dereference_check((p), \
1392                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
1393
1394 /*
1395  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
1396  * See destroy_sched_domains: call_rcu for details.
1397  *
1398  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
1399  * preempt-disabled sections.
1400  */
1401 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
1402         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
1403                         __sd; __sd = __sd->parent)
1404
1405 /**
1406  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
1407  * @cpu:        The CPU whose highest level of sched domain is to
1408  *              be returned.
1409  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
1410  *              for the given CPU.
1411  *
1412  * Returns the highest sched_domain of a CPU which contains the given flag.
1413  */
1414 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
1415 {
1416         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
1417
1418         for_each_domain(cpu, sd) {
1419                 if (!(sd->flags & flag))
1420                         break;
1421                 hsd = sd;
1422         }
1423
1424         return hsd;
1425 }
1426
1427 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
1428 {
1429         struct sched_domain *sd;
1430
1431         for_each_domain(cpu, sd) {
1432                 if (sd->flags & flag)
1433                         break;
1434         }
1435
1436         return sd;
1437 }
1438
1439 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain __rcu *, sd_llc);
1440 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
1441 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
1442 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain_shared __rcu *, sd_llc_shared);
1443 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain __rcu *, sd_numa);
1444 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain __rcu *, sd_asym_packing);
1445 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain __rcu *, sd_asym_cpucapacity);
1446 extern struct static_key_false sched_asym_cpucapacity;
1447
1448 struct sched_group_capacity {
1449         atomic_t                ref;
1450         /*
1451          * CPU capacity of this group, SCHED_CAPACITY_SCALE being max capacity
1452          * for a single CPU.
1453          */
1454         unsigned long           capacity;
1455         unsigned long           min_capacity;           /* Min per-CPU capacity in group */
1456         unsigned long           max_capacity;           /* Max per-CPU capacity in group */
1457         unsigned long           next_update;
1458         int                     imbalance;              /* XXX unrelated to capacity but shared group state */
1459
1460 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1461         int                     id;
1462 #endif
1463
1464         unsigned long           cpumask[0];             /* Balance mask */
1465 };
1466
1467 struct sched_group {
1468         struct sched_group      *next;                  /* Must be a circular list */
1469         atomic_t                ref;
1470
1471         unsigned int            group_weight;
1472         struct sched_group_capacity *sgc;
1473         int                     asym_prefer_cpu;        /* CPU of highest priority in group */
1474
1475         /*
1476          * The CPUs this group covers.
1477          *
1478          * NOTE: this field is variable length. (Allocated dynamically
1479          * by attaching extra space to the end of the structure,
1480          * depending on how many CPUs the kernel has booted up with)
1481          */
1482         unsigned long           cpumask[];
1483 };
1484
1485 static inline struct cpumask *sched_group_span(struct sched_group *sg)
1486 {
1487         return to_cpumask(sg->cpumask);
1488 }
1489
1490 /*
1491  * See build_balance_mask().
1492  */
1493 static inline struct cpumask *group_balance_mask(struct sched_group *sg)
1494 {
1495         return to_cpumask(sg->sgc->cpumask);
1496 }
1497
1498 /**
1499  * group_first_cpu - Returns the first CPU in the cpumask of a sched_group.
1500  * @group: The group whose first CPU is to be returned.
1501  */
1502 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
1503 {
1504         return cpumask_first(sched_group_span(group));
1505 }
1506
1507 extern int group_balance_cpu(struct sched_group *sg);
1508
1509 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
1510 void register_sched_domain_sysctl(void);
1511 void dirty_sched_domain_sysctl(int cpu);
1512 void unregister_sched_domain_sysctl(void);
1513 #else
1514 static inline void register_sched_domain_sysctl(void)
1515 {
1516 }
1517 static inline void dirty_sched_domain_sysctl(int cpu)
1518 {
1519 }
1520 static inline void unregister_sched_domain_sysctl(void)
1521 {
1522 }
1523 #endif
1524
1525 extern void flush_smp_call_function_from_idle(void);
1526
1527 #else /* !CONFIG_SMP: */
1528 static inline void flush_smp_call_function_from_idle(void) { }
1529 #endif
1530
1531 #include "stats.h"
1532 #include "autogroup.h"
1533
1534 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
1535
1536 /*
1537  * Return the group to which this tasks belongs.
1538  *
1539  * We cannot use task_css() and friends because the cgroup subsystem
1540  * changes that value before the cgroup_subsys::attach() method is called,
1541  * therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
1542  *
1543  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
1544  * core changes this before calling sched_move_task().
1545  *
1546  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
1547  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
1548  */
1549 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
1550 {
1551         return p->sched_task_group;
1552 }
1553
1554 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
1555 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1556 {
1557 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1558         struct task_group *tg = task_group(p);
1559 #endif
1560
1561 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1562         set_task_rq_fair(&p->se, p->se.cfs_rq, tg->cfs_rq[cpu]);
1563         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
1564         p->se.parent = tg->se[cpu];
1565 #endif
1566
1567 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
1568         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
1569         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
1570 #endif
1571 }
1572
1573 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
1574
1575 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
1576 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
1577 {
1578         return NULL;
1579 }
1580
1581 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
1582
1583 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1584 {
1585         set_task_rq(p, cpu);
1586 #ifdef CONFIG_SMP
1587         /*
1588          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1589          * successfully executed on another CPU. We must ensure that updates of
1590          * per-task data have been completed by this moment.
1591          */
1592         smp_wmb();
1593 #ifdef CONFIG_THREAD_INFO_IN_TASK
1594         WRITE_ONCE(p->cpu, cpu);
1595 #else
1596         WRITE_ONCE(task_thread_info(p)->cpu, cpu);
1597 #endif
1598         p->wake_cpu = cpu;
1599 #endif
1600 }
1601
1602 /*
1603  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
1604  */
1605 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1606 # include <linux/static_key.h>
1607 # define const_debug __read_mostly
1608 #else
1609 # define const_debug const
1610 #endif
1611
1612 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
1613         __SCHED_FEAT_##name ,
1614
1615 enum {
1616 #include "features.h"
1617         __SCHED_FEAT_NR,
1618 };
1619
1620 #undef SCHED_FEAT
1621
1622 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_JUMP_LABEL)
1623
1624 /*
1625  * To support run-time toggling of sched features, all the translation units
1626  * (but core.c) reference the sysctl_sched_features defined in core.c.
1627  */
1628 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
1629
1630 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
1631 static __always_inline bool static_branch_##name(struct static_key *key) \
1632 {                                                                       \
1633         return static_key_##enabled(key);                               \
1634 }
1635
1636 #include "features.h"
1637 #undef SCHED_FEAT
1638
1639 extern struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
1640 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
1641
1642 #else /* !(SCHED_DEBUG && CONFIG_JUMP_LABEL) */
1643
1644 /*
1645  * Each translation unit has its own copy of sysctl_sched_features to allow
1646  * constants propagation at compile time and compiler optimization based on
1647  * features default.
1648  */
1649 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
1650         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
1651 static const_debug __maybe_unused unsigned int sysctl_sched_features =
1652 #include "features.h"
1653         0;
1654 #undef SCHED_FEAT
1655
1656 #define sched_feat(x) !!(sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
1657
1658 #endif /* SCHED_DEBUG && CONFIG_JUMP_LABEL */
1659
1660 extern struct static_key_false sched_numa_balancing;
1661 extern struct static_key_false sched_schedstats;
1662
1663 static inline u64 global_rt_period(void)
1664 {
1665         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
1666 }
1667
1668 static inline u64 global_rt_runtime(void)
1669 {
1670         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
1671                 return RUNTIME_INF;
1672
1673         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
1674 }
1675
1676 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1677 {
1678         return rq->curr == p;
1679 }
1680
1681 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1682 {
1683 #ifdef CONFIG_SMP
1684         return p->on_cpu;
1685 #else
1686         return task_current(rq, p);
1687 #endif
1688 }
1689
1690 static inline int task_on_rq_queued(struct task_struct *p)
1691 {
1692         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_QUEUED;
1693 }
1694
1695 static inline int task_on_rq_migrating(struct task_struct *p)
1696 {
1697         return READ_ONCE(p->on_rq) == TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1698 }
1699
1700 /*
1701  * wake flags
1702  */
1703 #define WF_SYNC                 0x01            /* Waker goes to sleep after wakeup */
1704 #define WF_FORK                 0x02            /* Child wakeup after fork */
1705 #define WF_MIGRATED             0x04            /* Internal use, task got migrated */
1706 #define WF_ON_CPU               0x08            /* Wakee is on_cpu */
1707
1708 /*
1709  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1710  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1711  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1712  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1713  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1714  * slice expiry etc.
1715  */
1716
1717 #define WEIGHT_IDLEPRIO         3
1718 #define WMULT_IDLEPRIO          1431655765
1719
1720 extern const int                sched_prio_to_weight[40];
1721 extern const u32                sched_prio_to_wmult[40];
1722
1723 /*
1724  * {de,en}queue flags:
1725  *
1726  * DEQUEUE_SLEEP  - task is no longer runnable
1727  * ENQUEUE_WAKEUP - task just became runnable
1728  *
1729  * SAVE/RESTORE - an otherwise spurious dequeue/enqueue, done to ensure tasks
1730  *                are in a known state which allows modification. Such pairs
1731  *                should preserve as much state as possible.
1732  *
1733  * MOVE - paired with SAVE/RESTORE, explicitly does not preserve the location
1734  *        in the runqueue.
1735  *
1736  * ENQUEUE_HEAD      - place at front of runqueue (tail if not specified)
1737  * ENQUEUE_REPLENISH - CBS (replenish runtime and postpone deadline)
1738  * ENQUEUE_MIGRATED  - the task was migrated during wakeup
1739  *
1740  */
1741
1742 #define DEQUEUE_SLEEP           0x01
1743 #define DEQUEUE_SAVE            0x02 /* Matches ENQUEUE_RESTORE */
1744 #define DEQUEUE_MOVE            0x04 /* Matches ENQUEUE_MOVE */
1745 #define DEQUEUE_NOCLOCK         0x08 /* Matches ENQUEUE_NOCLOCK */
1746
1747 #define ENQUEUE_WAKEUP          0x01
1748 #define ENQUEUE_RESTORE         0x02
1749 #define ENQUEUE_MOVE            0x04
1750 #define ENQUEUE_NOCLOCK         0x08
1751
1752 #define ENQUEUE_HEAD            0x10
1753 #define ENQUEUE_REPLENISH       0x20
1754 #ifdef CONFIG_SMP
1755 #define ENQUEUE_MIGRATED        0x40
1756 #else
1757 #define ENQUEUE_MIGRATED        0x00
1758 #endif
1759
1760 #define RETRY_TASK              ((void *)-1UL)
1761
1762 struct sched_class {
1763
1764 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1765         int uclamp_enabled;
1766 #endif
1767
1768         void (*enqueue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1769         void (*dequeue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1770         void (*yield_task)   (struct rq *rq);
1771         bool (*yield_to_task)(struct rq *rq, struct task_struct *p);
1772
1773         void (*check_preempt_curr)(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1774
1775         struct task_struct *(*pick_next_task)(struct rq *rq);
1776
1777         void (*put_prev_task)(struct rq *rq, struct task_struct *p);
1778         void (*set_next_task)(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first);
1779
1780 #ifdef CONFIG_SMP
1781         int (*balance)(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf);
1782         int  (*select_task_rq)(struct task_struct *p, int task_cpu, int sd_flag, int flags);
1783         void (*migrate_task_rq)(struct task_struct *p, int new_cpu);
1784
1785         void (*task_woken)(struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1786
1787         void (*set_cpus_allowed)(struct task_struct *p,
1788                                  const struct cpumask *newmask);
1789
1790         void (*rq_online)(struct rq *rq);
1791         void (*rq_offline)(struct rq *rq);
1792 #endif
1793
1794         void (*task_tick)(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued);
1795         void (*task_fork)(struct task_struct *p);
1796         void (*task_dead)(struct task_struct *p);
1797
1798         /*
1799          * The switched_from() call is allowed to drop rq->lock, therefore we
1800          * cannot assume the switched_from/switched_to pair is serliazed by
1801          * rq->lock. They are however serialized by p->pi_lock.
1802          */
1803         void (*switched_from)(struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1804         void (*switched_to)  (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1805         void (*prio_changed) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task,
1806                               int oldprio);
1807
1808         unsigned int (*get_rr_interval)(struct rq *rq,
1809                                         struct task_struct *task);
1810
1811         void (*update_curr)(struct rq *rq);
1812
1813 #define TASK_SET_GROUP          0
1814 #define TASK_MOVE_GROUP         1
1815
1816 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1817         void (*task_change_group)(struct task_struct *p, int type);
1818 #endif
1819 } __aligned(STRUCT_ALIGNMENT); /* STRUCT_ALIGN(), vmlinux.lds.h */
1820
1821 static inline void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1822 {
1823         WARN_ON_ONCE(rq->curr != prev);
1824         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
1825 }
1826
1827 static inline void set_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1828 {
1829         WARN_ON_ONCE(rq->curr != next);
1830         next->sched_class->set_next_task(rq, next, false);
1831 }
1832
1833 /* Defined in include/asm-generic/vmlinux.lds.h */
1834 extern struct sched_class __begin_sched_classes[];
1835 extern struct sched_class __end_sched_classes[];
1836
1837 #define sched_class_highest (__end_sched_classes - 1)
1838 #define sched_class_lowest  (__begin_sched_classes - 1)
1839
1840 #define for_class_range(class, _from, _to) \
1841         for (class = (_from); class != (_to); class--)
1842
1843 #define for_each_class(class) \
1844         for_class_range(class, sched_class_highest, sched_class_lowest)
1845
1846 extern const struct sched_class stop_sched_class;
1847 extern const struct sched_class dl_sched_class;
1848 extern const struct sched_class rt_sched_class;
1849 extern const struct sched_class fair_sched_class;
1850 extern const struct sched_class idle_sched_class;
1851
1852 static inline bool sched_stop_runnable(struct rq *rq)
1853 {
1854         return rq->stop && task_on_rq_queued(rq->stop);
1855 }
1856
1857 static inline bool sched_dl_runnable(struct rq *rq)
1858 {
1859         return rq->dl.dl_nr_running > 0;
1860 }
1861
1862 static inline bool sched_rt_runnable(struct rq *rq)
1863 {
1864         return rq->rt.rt_queued > 0;
1865 }
1866
1867 static inline bool sched_fair_runnable(struct rq *rq)
1868 {
1869         return rq->cfs.nr_running > 0;
1870 }
1871
1872 extern struct task_struct *pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf);
1873 extern struct task_struct *pick_next_task_idle(struct rq *rq);
1874
1875 #ifdef CONFIG_SMP
1876
1877 extern void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu);
1878
1879 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq);
1880
1881 extern void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask);
1882
1883 #endif
1884
1885 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
1886 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1887                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1888 {
1889         rq->idle_state = idle_state;
1890 }
1891
1892 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1893 {
1894         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1895
1896         return rq->idle_state;
1897 }
1898 #else
1899 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1900                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1901 {
1902 }
1903
1904 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1905 {
1906         return NULL;
1907 }
1908 #endif
1909
1910 extern void schedule_idle(void);
1911
1912 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
1913 extern void sched_init_granularity(void);
1914 extern void update_max_interval(void);
1915
1916 extern void init_sched_dl_class(void);
1917 extern void init_sched_rt_class(void);
1918 extern void init_sched_fair_class(void);
1919
1920 extern void reweight_task(struct task_struct *p, int prio);
1921
1922 extern void resched_curr(struct rq *rq);
1923 extern void resched_cpu(int cpu);
1924
1925 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
1926 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
1927
1928 extern struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
1929 extern void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime);
1930 extern void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1931 extern void init_dl_inactive_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1932
1933 #define BW_SHIFT                20
1934 #define BW_UNIT                 (1 << BW_SHIFT)
1935 #define RATIO_SHIFT             8
1936 #define MAX_BW_BITS             (64 - BW_SHIFT)
1937 #define MAX_BW                  ((1ULL << MAX_BW_BITS) - 1)
1938 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime);
1939
1940 extern void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se);
1941 extern void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p);
1942
1943 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1944 extern bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq);
1945 extern int __init sched_tick_offload_init(void);
1946
1947 /*
1948  * Tick may be needed by tasks in the runqueue depending on their policy and
1949  * requirements. If tick is needed, lets send the target an IPI to kick it out of
1950  * nohz mode if necessary.
1951  */
1952 static inline void sched_update_tick_dependency(struct rq *rq)
1953 {
1954         int cpu;
1955
1956         if (!tick_nohz_full_enabled())
1957                 return;
1958
1959         cpu = cpu_of(rq);
1960
1961         if (!tick_nohz_full_cpu(cpu))
1962                 return;
1963
1964         if (sched_can_stop_tick(rq))
1965                 tick_nohz_dep_clear_cpu(cpu, TICK_DEP_BIT_SCHED);
1966         else
1967                 tick_nohz_dep_set_cpu(cpu, TICK_DEP_BIT_SCHED);
1968 }
1969 #else
1970 static inline int sched_tick_offload_init(void) { return 0; }
1971 static inline void sched_update_tick_dependency(struct rq *rq) { }
1972 #endif
1973
1974 static inline void add_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1975 {
1976         unsigned prev_nr = rq->nr_running;
1977
1978         rq->nr_running = prev_nr + count;
1979         if (trace_sched_update_nr_running_tp_enabled()) {
1980                 call_trace_sched_update_nr_running(rq, count);
1981         }
1982
1983 #ifdef CONFIG_SMP
1984         if (prev_nr < 2 && rq->nr_running >= 2) {
1985                 if (!READ_ONCE(rq->rd->overload))
1986                         WRITE_ONCE(rq->rd->overload, 1);
1987         }
1988 #endif
1989
1990         sched_update_tick_dependency(rq);
1991 }
1992
1993 static inline void sub_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1994 {
1995         rq->nr_running -= count;
1996         if (trace_sched_update_nr_running_tp_enabled()) {
1997                 call_trace_sched_update_nr_running(rq, count);
1998         }
1999
2000         /* Check if we still need preemption */
2001         sched_update_tick_dependency(rq);
2002 }
2003
2004 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
2005 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
2006
2007 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
2008
2009 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
2010 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
2011
2012 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
2013
2014 /*
2015  * Use hrtick when:
2016  *  - enabled by features
2017  *  - hrtimer is actually high res
2018  */
2019 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
2020 {
2021         if (!sched_feat(HRTICK))
2022                 return 0;
2023         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
2024                 return 0;
2025         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
2026 }
2027
2028 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
2029
2030 #else
2031
2032 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
2033 {
2034         return 0;
2035 }
2036
2037 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
2038
2039 #ifndef arch_scale_freq_tick
2040 static __always_inline
2041 void arch_scale_freq_tick(void)
2042 {
2043 }
2044 #endif
2045
2046 #ifndef arch_scale_freq_capacity
2047 static __always_inline
2048 unsigned long arch_scale_freq_capacity(int cpu)
2049 {
2050         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
2051 }
2052 #endif
2053
2054 #ifdef CONFIG_SMP
2055 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
2056
2057 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
2058
2059 /*
2060  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
2061  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
2062  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
2063  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
2064  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
2065  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
2066  */
2067 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2068         __releases(this_rq->lock)
2069         __acquires(busiest->lock)
2070         __acquires(this_rq->lock)
2071 {
2072         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2073         double_rq_lock(this_rq, busiest);
2074
2075         return 1;
2076 }
2077
2078 #else
2079 /*
2080  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
2081  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
2082  * already in proper order on entry.  This favors lower CPU-ids and will
2083  * grant the double lock to lower CPUs over higher ids under contention,
2084  * regardless of entry order into the function.
2085  */
2086 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2087         __releases(this_rq->lock)
2088         __acquires(busiest->lock)
2089         __acquires(this_rq->lock)
2090 {
2091         int ret = 0;
2092
2093         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
2094                 if (busiest < this_rq) {
2095                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2096                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
2097                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
2098                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
2099                         ret = 1;
2100                 } else
2101                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
2102                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
2103         }
2104         return ret;
2105 }
2106
2107 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
2108
2109 /*
2110  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
2111  */
2112 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2113 {
2114         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
2115                 /* printk() doesn't work well under rq->lock */
2116                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2117                 BUG_ON(1);
2118         }
2119
2120         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
2121 }
2122
2123 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2124         __releases(busiest->lock)
2125 {
2126         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
2127         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
2128 }
2129
2130 static inline void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
2131 {
2132         if (l1 > l2)
2133                 swap(l1, l2);
2134
2135         spin_lock(l1);
2136         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2137 }
2138
2139 static inline void double_lock_irq(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
2140 {
2141         if (l1 > l2)
2142                 swap(l1, l2);
2143
2144         spin_lock_irq(l1);
2145         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2146 }
2147
2148 static inline void double_raw_lock(raw_spinlock_t *l1, raw_spinlock_t *l2)
2149 {
2150         if (l1 > l2)
2151                 swap(l1, l2);
2152
2153         raw_spin_lock(l1);
2154         raw_spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2155 }
2156
2157 /*
2158  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2159  *
2160  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2161  * you need to do so manually before calling.
2162  */
2163 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2164         __acquires(rq1->lock)
2165         __acquires(rq2->lock)
2166 {
2167         BUG_ON(!irqs_disabled());
2168         if (rq1 == rq2) {
2169                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
2170                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2171         } else {
2172                 if (rq1 < rq2) {
2173                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
2174                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2175                 } else {
2176                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
2177                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2178                 }
2179         }
2180 }
2181
2182 /*
2183  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2184  *
2185  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2186  * you need to do so manually after calling.
2187  */
2188 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2189         __releases(rq1->lock)
2190         __releases(rq2->lock)
2191 {
2192         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
2193         if (rq1 != rq2)
2194                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
2195         else
2196                 __release(rq2->lock);
2197 }
2198
2199 extern void set_rq_online (struct rq *rq);
2200 extern void set_rq_offline(struct rq *rq);
2201 extern bool sched_smp_initialized;
2202
2203 #else /* CONFIG_SMP */
2204
2205 /*
2206  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2207  *
2208  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2209  * you need to do so manually before calling.
2210  */
2211 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2212         __acquires(rq1->lock)
2213         __acquires(rq2->lock)
2214 {
2215         BUG_ON(!irqs_disabled());
2216         BUG_ON(rq1 != rq2);
2217         raw_spin_lock(&rq1->lock);
2218         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2219 }
2220
2221 /*
2222  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2223  *
2224  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2225  * you need to do so manually after calling.
2226  */
2227 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2228         __releases(rq1->lock)
2229         __releases(rq2->lock)
2230 {
2231         BUG_ON(rq1 != rq2);
2232         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
2233         __release(rq2->lock);
2234 }
2235
2236 #endif
2237
2238 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
2239 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
2240
2241 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
2242 extern bool sched_debug_enabled;
2243
2244 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
2245 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
2246 extern void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu);
2247 extern void print_cfs_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct cfs_rq *cfs_rq);
2248 extern void print_rt_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct rt_rq *rt_rq);
2249 extern void print_dl_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct dl_rq *dl_rq);
2250 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2251 extern void
2252 show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m);
2253 extern void
2254 print_numa_stats(struct seq_file *m, int node, unsigned long tsf,
2255         unsigned long tpf, unsigned long gsf, unsigned long gpf);
2256 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2257 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
2258
2259 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
2260 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq);
2261 extern void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq);
2262
2263 extern void cfs_bandwidth_usage_inc(void);
2264 extern void cfs_bandwidth_usage_dec(void);
2265
2266 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
2267 #define NOHZ_BALANCE_KICK_BIT   0
2268 #define NOHZ_STATS_KICK_BIT     1
2269
2270 #define NOHZ_BALANCE_KICK       BIT(NOHZ_BALANCE_KICK_BIT)
2271 #define NOHZ_STATS_KICK         BIT(NOHZ_STATS_KICK_BIT)
2272
2273 #define NOHZ_KICK_MASK  (NOHZ_BALANCE_KICK | NOHZ_STATS_KICK)
2274
2275 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
2276
2277 extern void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq);
2278 #else
2279 static inline void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq) { }
2280 #endif
2281
2282
2283 #ifdef CONFIG_SMP
2284 static inline
2285 void __dl_update(struct dl_bw *dl_b, s64 bw)
2286 {
2287         struct root_domain *rd = container_of(dl_b, struct root_domain, dl_bw);
2288         int i;
2289
2290         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2291                          "sched RCU must be held");
2292         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask) {
2293                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
2294
2295                 rq->dl.extra_bw += bw;
2296         }
2297 }
2298 #else
2299 static inline
2300 void __dl_update(struct dl_bw *dl_b, s64 bw)
2301 {
2302         struct dl_rq *dl = container_of(dl_b, struct dl_rq, dl_bw);
2303
2304         dl->extra_bw += bw;
2305 }
2306 #endif
2307
2308
2309 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2310 struct irqtime {
2311         u64                     total;
2312         u64                     tick_delta;
2313         u64                     irq_start_time;
2314         struct u64_stats_sync   sync;
2315 };
2316
2317 DECLARE_PER_CPU(struct irqtime, cpu_irqtime);
2318
2319 /*
2320  * Returns the irqtime minus the softirq time computed by ksoftirqd.
2321  * Otherwise ksoftirqd's sum_exec_runtime is substracted its own runtime
2322  * and never move forward.
2323  */
2324 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
2325 {
2326         struct irqtime *irqtime = &per_cpu(cpu_irqtime, cpu);
2327         unsigned int seq;
2328         u64 total;
2329
2330         do {
2331                 seq = __u64_stats_fetch_begin(&irqtime->sync);
2332                 total = irqtime->total;
2333         } while (__u64_stats_fetch_retry(&irqtime->sync, seq));
2334
2335         return total;
2336 }
2337 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2338
2339 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ
2340 DECLARE_PER_CPU(struct update_util_data __rcu *, cpufreq_update_util_data);
2341
2342 /**
2343  * cpufreq_update_util - Take a note about CPU utilization changes.
2344  * @rq: Runqueue to carry out the update for.
2345  * @flags: Update reason flags.
2346  *
2347  * This function is called by the scheduler on the CPU whose utilization is
2348  * being updated.
2349  *
2350  * It can only be called from RCU-sched read-side critical sections.
2351  *
2352  * The way cpufreq is currently arranged requires it to evaluate the CPU
2353  * performance state (frequency/voltage) on a regular basis to prevent it from
2354  * being stuck in a completely inadequate performance level for too long.
2355  * That is not guaranteed to happen if the updates are only triggered from CFS
2356  * and DL, though, because they may not be coming in if only RT tasks are
2357  * active all the time (or there are RT tasks only).
2358  *
2359  * As a workaround for that issue, this function is called periodically by the
2360  * RT sched class to trigger extra cpufreq updates to prevent it from stalling,
2361  * but that really is a band-aid.  Going forward it should be replaced with
2362  * solutions targeted more specifically at RT tasks.
2363  */
2364 static inline void cpufreq_update_util(struct rq *rq, unsigned int flags)
2365 {
2366         struct update_util_data *data;
2367
2368         data = rcu_dereference_sched(*per_cpu_ptr(&cpufreq_update_util_data,
2369                                                   cpu_of(rq)));
2370         if (data)
2371                 data->func(data, rq_clock(rq), flags);
2372 }
2373 #else
2374 static inline void cpufreq_update_util(struct rq *rq, unsigned int flags) {}
2375 #endif /* CONFIG_CPU_FREQ */
2376
2377 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
2378 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id);
2379
2380 /**
2381  * uclamp_rq_util_with - clamp @util with @rq and @p effective uclamp values.
2382  * @rq:         The rq to clamp against. Must not be NULL.
2383  * @util:       The util value to clamp.
2384  * @p:          The task to clamp against. Can be NULL if you want to clamp
2385  *              against @rq only.
2386  *
2387  * Clamps the passed @util to the max(@rq, @p) effective uclamp values.
2388  *
2389  * If sched_uclamp_used static key is disabled, then just return the util
2390  * without any clamping since uclamp aggregation at the rq level in the fast
2391  * path is disabled, rendering this operation a NOP.
2392  *
2393  * Use uclamp_eff_value() if you don't care about uclamp values at rq level. It
2394  * will return the correct effective uclamp value of the task even if the
2395  * static key is disabled.
2396  */
2397 static __always_inline
2398 unsigned long uclamp_rq_util_with(struct rq *rq, unsigned long util,
2399                                   struct task_struct *p)
2400 {
2401         unsigned long min_util;
2402         unsigned long max_util;
2403
2404         if (!static_branch_likely(&sched_uclamp_used))
2405                 return util;
2406
2407         min_util = READ_ONCE(rq->uclamp[UCLAMP_MIN].value);
2408         max_util = READ_ONCE(rq->uclamp[UCLAMP_MAX].value);
2409
2410         if (p) {
2411                 min_util = max(min_util, uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN));
2412                 max_util = max(max_util, uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX));
2413         }
2414
2415         /*
2416          * Since CPU's {min,max}_util clamps are MAX aggregated considering
2417          * RUNNABLE tasks with _different_ clamps, we can end up with an
2418          * inversion. Fix it now when the clamps are applied.
2419          */
2420         if (unlikely(min_util >= max_util))
2421                 return min_util;
2422
2423         return clamp(util, min_util, max_util);
2424 }
2425
2426 /*
2427  * When uclamp is compiled in, the aggregation at rq level is 'turned off'
2428  * by default in the fast path and only gets turned on once userspace performs
2429  * an operation that requires it.
2430  *
2431  * Returns true if userspace opted-in to use uclamp and aggregation at rq level
2432  * hence is active.
2433  */
2434 static inline bool uclamp_is_used(void)
2435 {
2436         return static_branch_likely(&sched_uclamp_used);
2437 }
2438 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2439 static inline
2440 unsigned long uclamp_rq_util_with(struct rq *rq, unsigned long util,
2441                                   struct task_struct *p)
2442 {
2443         return util;
2444 }
2445
2446 static inline bool uclamp_is_used(void)
2447 {
2448         return false;
2449 }
2450 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2451
2452 #ifdef arch_scale_freq_capacity
2453 # ifndef arch_scale_freq_invariant
2454 #  define arch_scale_freq_invariant()   true
2455 # endif
2456 #else
2457 # define arch_scale_freq_invariant()    false
2458 #endif
2459
2460 #ifdef CONFIG_SMP
2461 static inline unsigned long capacity_orig_of(int cpu)
2462 {
2463         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig;
2464 }
2465 #endif
2466
2467 /**
2468  * enum schedutil_type - CPU utilization type
2469  * @FREQUENCY_UTIL:     Utilization used to select frequency
2470  * @ENERGY_UTIL:        Utilization used during energy calculation
2471  *
2472  * The utilization signals of all scheduling classes (CFS/RT/DL) and IRQ time
2473  * need to be aggregated differently depending on the usage made of them. This
2474  * enum is used within schedutil_freq_util() to differentiate the types of
2475  * utilization expected by the callers, and adjust the aggregation accordingly.
2476  */
2477 enum schedutil_type {
2478         FREQUENCY_UTIL,
2479         ENERGY_UTIL,
2480 };
2481
2482 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL
2483
2484 unsigned long schedutil_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
2485                                  unsigned long max, enum schedutil_type type,
2486                                  struct task_struct *p);
2487
2488 static inline unsigned long cpu_bw_dl(struct rq *rq)
2489 {
2490         return (rq->dl.running_bw * SCHED_CAPACITY_SCALE) >> BW_SHIFT;
2491 }
2492
2493 static inline unsigned long cpu_util_dl(struct rq *rq)
2494 {
2495         return READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
2496 }
2497
2498 static inline unsigned long cpu_util_cfs(struct rq *rq)
2499 {
2500         unsigned long util = READ_ONCE(rq->cfs.avg.util_avg);
2501
2502         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
2503                 util = max_t(unsigned long, util,
2504                              READ_ONCE(rq->cfs.avg.util_est.enqueued));
2505         }
2506
2507         return util;
2508 }
2509
2510 static inline unsigned long cpu_util_rt(struct rq *rq)
2511 {
2512         return READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
2513 }
2514 #else /* CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL */
2515 static inline unsigned long schedutil_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
2516                                  unsigned long max, enum schedutil_type type,
2517                                  struct task_struct *p)
2518 {
2519         return 0;
2520 }
2521 #endif /* CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL */
2522
2523 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
2524 static inline unsigned long cpu_util_irq(struct rq *rq)
2525 {
2526         return rq->avg_irq.util_avg;
2527 }
2528
2529 static inline
2530 unsigned long scale_irq_capacity(unsigned long util, unsigned long irq, unsigned long max)
2531 {
2532         util *= (max - irq);
2533         util /= max;
2534
2535         return util;
2536
2537 }
2538 #else
2539 static inline unsigned long cpu_util_irq(struct rq *rq)
2540 {
2541         return 0;
2542 }
2543
2544 static inline
2545 unsigned long scale_irq_capacity(unsigned long util, unsigned long irq, unsigned long max)
2546 {
2547         return util;
2548 }
2549 #endif
2550
2551 #if defined(CONFIG_ENERGY_MODEL) && defined(CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL)
2552
2553 #define perf_domain_span(pd) (to_cpumask(((pd)->em_pd->cpus)))
2554
2555 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(sched_energy_present);
2556
2557 static inline bool sched_energy_enabled(void)
2558 {
2559         return static_branch_unlikely(&sched_energy_present);
2560 }
2561
2562 #else /* ! (CONFIG_ENERGY_MODEL && CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL) */
2563
2564 #define perf_domain_span(pd) NULL
2565 static inline bool sched_energy_enabled(void) { return false; }
2566
2567 #endif /* CONFIG_ENERGY_MODEL && CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL */
2568
2569 #ifdef CONFIG_MEMBARRIER
2570 /*
2571  * The scheduler provides memory barriers required by membarrier between:
2572  * - prior user-space memory accesses and store to rq->membarrier_state,
2573  * - store to rq->membarrier_state and following user-space memory accesses.
2574  * In the same way it provides those guarantees around store to rq->curr.
2575  */
2576 static inline void membarrier_switch_mm(struct rq *rq,
2577                                         struct mm_struct *prev_mm,
2578                                         struct mm_struct *next_mm)
2579 {
2580         int membarrier_state;
2581
2582         if (prev_mm == next_mm)
2583                 return;
2584
2585         membarrier_state = atomic_read(&next_mm->membarrier_state);
2586         if (READ_ONCE(rq->membarrier_state) == membarrier_state)
2587                 return;
2588
2589         WRITE_ONCE(rq->membarrier_state, membarrier_state);
2590 }
2591 #else
2592 static inline void membarrier_switch_mm(struct rq *rq,
2593                                         struct mm_struct *prev_mm,
2594                                         struct mm_struct *next_mm)
2595 {
2596 }
2597 #endif
2598
2599 #ifdef CONFIG_SMP
2600 static inline bool is_per_cpu_kthread(struct task_struct *p)
2601 {
2602         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
2603                 return false;
2604
2605         if (p->nr_cpus_allowed != 1)
2606                 return false;
2607
2608         return true;
2609 }
2610 #endif
2611
2612 void swake_up_all_locked(struct swait_queue_head *q);
2613 void __prepare_to_swait(struct swait_queue_head *q, struct swait_queue *wait);