kernel/sched/sched.h

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