kernel/sched/sched.h

   1
   2 #include <linux/sched.h>
   3 #include <linux/mutex.h>
   4 #include <linux/spinlock.h>
   5 #include <linux/stop_machine.h>
   6 #include <linux/slab.h>
   7
   8 #include "cpupri.h"
   9
  10 extern __read_mostly int scheduler_running;
  11
  12 /*
  13  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
  14  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
  15  * and back.
  16  */
  17 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
  18 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
  19 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
  20
  21 /*
  22  * 'User priority' is the nice value converted to something we
  23  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
  24  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
  25  */
  26 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
  27 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
  28 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
  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 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
  36 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
  37
  38 /*
  39  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
  40  */
  41
  42 /*
  43  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
  44  */
  45 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
  46
  47 static inline int rt_policy(int policy)
  48 {
  49         if (policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR)
  50                 return 1;
  51         return 0;
  52 }
  53
  54 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
  55 {
  56         return rt_policy(p->policy);
  57 }
  58
  59 /*
  60  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
  61  */
  62 struct rt_prio_array {
  63         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
  64         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
  65 };
  66
  67 struct rt_bandwidth {
  68         /* nests inside the rq lock: */
  69         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
  70         ktime_t                 rt_period;
  71         u64                     rt_runtime;
  72         struct hrtimer          rt_period_timer;
  73 };
  74
  75 extern struct mutex sched_domains_mutex;
  76
  77 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
  78
  79 #include <linux/cgroup.h>
  80
  81 struct cfs_rq;
  82 struct rt_rq;
  83
  84 extern struct list_head task_groups;
  85
  86 struct cfs_bandwidth {
  87 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
  88         raw_spinlock_t lock;
  89         ktime_t period;
  90         u64 quota, runtime;
  91         s64 hierarchal_quota;
  92         u64 runtime_expires;
  93
  94         int idle, timer_active;
  95         struct hrtimer period_timer, slack_timer;
  96         struct list_head throttled_cfs_rq;
  97
  98         /* statistics */
  99         int nr_periods, nr_throttled;
 100         u64 throttled_time;
 101 #endif
 102 };
 103
 104 /* task group related information */
 105 struct task_group {
 106         struct cgroup_subsys_state css;
 107
 108 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 109         /* schedulable entities of this group on each cpu */
 110         struct sched_entity **se;
 111         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
 112         struct cfs_rq **cfs_rq;
 113         unsigned long shares;
 114
 115         atomic_t load_weight;
 116 #endif
 117
 118 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 119         struct sched_rt_entity **rt_se;
 120         struct rt_rq **rt_rq;
 121
 122         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
 123 #endif
 124
 125         struct rcu_head rcu;
 126         struct list_head list;
 127
 128         struct task_group *parent;
 129         struct list_head siblings;
 130         struct list_head children;
 131
 132 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
 133         struct autogroup *autogroup;
 134 #endif
 135
 136         struct cfs_bandwidth cfs_bandwidth;
 137 };
 138
 139 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 140 #define ROOT_TASK_GROUP_LOAD    NICE_0_LOAD
 141
 142 /*
 143  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
 144  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
 145  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
 146  * too large, so as the shares value of a task group.
 147  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
 148  *  limitation from this.)
 149  */
 150 #define MIN_SHARES      (1UL <<  1)
 151 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
 152 #endif
 153
 154 /* Default task group.
 155  *      Every task in system belong to this group at bootup.
 156  */
 157 extern struct task_group root_task_group;
 158
 159 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
 160
 161 extern int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
 162                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data);
 163
 164 /*
 165  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
 166  * leaving it for the final time.
 167  *
 168  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
 169  */
 170 static inline int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
 171 {
 172         return walk_tg_tree_from(&root_task_group, down, up, data);
 173 }
 174
 175 extern int tg_nop(struct task_group *tg, void *data);
 176
 177 extern void free_fair_sched_group(struct task_group *tg);
 178 extern int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 179 extern void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu);
 180 extern void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
 181                         struct sched_entity *se, int cpu,
 182                         struct sched_entity *parent);
 183 extern void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 184 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
 185
 186 extern void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 187 extern void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 188 extern void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
 189
 190 extern void free_rt_sched_group(struct task_group *tg);
 191 extern int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 192 extern void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
 193                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu,
 194                 struct sched_rt_entity *parent);
 195
 196 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 197
 198 struct cfs_bandwidth { };
 199
 200 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 201
 202 /* CFS-related fields in a runqueue */
 203 struct cfs_rq {
 204         struct load_weight load;
 205         unsigned int nr_running, h_nr_running;
 206
 207         u64 exec_clock;
 208         u64 min_vruntime;
 209 #ifndef CONFIG_64BIT
 210         u64 min_vruntime_copy;
 211 #endif
 212
 213         struct rb_root tasks_timeline;
 214         struct rb_node *rb_leftmost;
 215
 216         /*
 217          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
 218          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
 219          */
 220         struct sched_entity *curr, *next, *last, *skip;
 221
 222 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
 223         unsigned int nr_spread_over;
 224 #endif
 225
 226 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 227         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
 228
 229         /*
 230          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
 231          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
 232          * (like users, containers etc.)
 233          *
 234          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
 235          * list is used during load balance.
 236          */
 237         int on_list;
 238         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
 239         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
 240
 241 #ifdef CONFIG_SMP
 242         /*
 243          *   h_load = weight * f(tg)
 244          *
 245          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
 246          * this group.
 247          */
 248         unsigned long h_load;
 249
 250         /*
 251          * Maintaining per-cpu shares distribution for group scheduling
 252          *
 253          * load_stamp is the last time we updated the load average
 254          * load_last is the last time we updated the load average and saw load
 255          * load_unacc_exec_time is currently unaccounted execution time
 256          */
 257         u64 load_avg;
 258         u64 load_period;
 259         u64 load_stamp, load_last, load_unacc_exec_time;
 260
 261         unsigned long load_contribution;
 262 #endif /* CONFIG_SMP */
 263 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
 264         int runtime_enabled;
 265         u64 runtime_expires;
 266         s64 runtime_remaining;
 267
 268         u64 throttled_timestamp;
 269         int throttled, throttle_count;
 270         struct list_head throttled_list;
 271 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
 272 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 273 };
 274
 275 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
 276 {
 277         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
 278 }
 279
 280 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
 281 struct rt_rq {
 282         struct rt_prio_array active;
 283         unsigned int rt_nr_running;
 284 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 285         struct {
 286                 int curr; /* highest queued rt task prio */
 287 #ifdef CONFIG_SMP
 288                 int next; /* next highest */
 289 #endif
 290         } highest_prio;
 291 #endif
 292 #ifdef CONFIG_SMP
 293         unsigned long rt_nr_migratory;
 294         unsigned long rt_nr_total;
 295         int overloaded;
 296         struct plist_head pushable_tasks;
 297 #endif
 298         int rt_throttled;
 299         u64 rt_time;
 300         u64 rt_runtime;
 301         /* Nests inside the rq lock: */
 302         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
 303
 304 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 305         unsigned long rt_nr_boosted;
 306
 307         struct rq *rq;
 308         struct list_head leaf_rt_rq_list;
 309         struct task_group *tg;
 310 #endif
 311 };
 312
 313 #ifdef CONFIG_SMP
 314
 315 /*
 316  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
 317  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
 318  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
 319  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
 320  * object.
 321  *
 322  */
 323 struct root_domain {
 324         atomic_t refcount;
 325         atomic_t rto_count;
 326         struct rcu_head rcu;
 327         cpumask_var_t span;
 328         cpumask_var_t online;
 329
 330         /*
 331          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
 332          * one runnable RT task.
 333          */
 334         cpumask_var_t rto_mask;
 335         struct cpupri cpupri;
 336 };
 337
 338 extern struct root_domain def_root_domain;
 339
 340 #endif /* CONFIG_SMP */
 341
 342 /*
 343  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
 344  *
 345  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
 346  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
 347  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
 348  */
 349 struct rq {
 350         /* runqueue lock: */
 351         raw_spinlock_t lock;
 352
 353         /*
 354          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
 355          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
 356          */
 357         unsigned int nr_running;
 358         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
 359         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
 360         unsigned long last_load_update_tick;
 361 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 362         u64 nohz_stamp;
 363         unsigned long nohz_flags;
 364 #endif
 365         int skip_clock_update;
 366
 367         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
 368         struct load_weight load;
 369         unsigned long nr_load_updates;
 370         u64 nr_switches;
 371
 372         struct cfs_rq cfs;
 373         struct rt_rq rt;
 374
 375 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 376         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
 377         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
 378 #ifdef CONFIG_SMP
 379         unsigned long h_load_throttle;
 380 #endif /* CONFIG_SMP */
 381 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 382
 383 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 384         struct list_head leaf_rt_rq_list;
 385 #endif
 386
 387         /*
 388          * This is part of a global counter where only the total sum
 389          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
 390          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
 391          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
 392          */
 393         unsigned long nr_uninterruptible;
 394
 395         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
 396         unsigned long next_balance;
 397         struct mm_struct *prev_mm;
 398
 399         u64 clock;
 400         u64 clock_task;
 401
 402         atomic_t nr_iowait;
 403
 404 #ifdef CONFIG_SMP
 405         struct root_domain *rd;
 406         struct sched_domain *sd;
 407
 408         unsigned long cpu_power;
 409
 410         unsigned char idle_balance;
 411         /* For active balancing */
 412         int post_schedule;
 413         int active_balance;
 414         int push_cpu;
 415         struct cpu_stop_work active_balance_work;
 416         /* cpu of this runqueue: */
 417         int cpu;
 418         int online;
 419
 420         struct list_head cfs_tasks;
 421
 422 #ifdef CONFIG_SCHED_NUMA
 423         unsigned long    onnode_running;
 424         unsigned long    offnode_running;
 425         unsigned long    offnode_weight;
 426         struct list_head offnode_tasks;
 427 #endif
 428
 429         u64 rt_avg;
 430         u64 age_stamp;
 431         u64 idle_stamp;
 432         u64 avg_idle;
 433 #endif
 434
 435 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
 436         u64 prev_irq_time;
 437 #endif
 438 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 439         u64 prev_steal_time;
 440 #endif
 441 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
 442         u64 prev_steal_time_rq;
 443 #endif
 444
 445         /* calc_load related fields */
 446         unsigned long calc_load_update;
 447         long calc_load_active;
 448
 449 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
 450 #ifdef CONFIG_SMP
 451         int hrtick_csd_pending;
 452         struct call_single_data hrtick_csd;
 453 #endif
 454         struct hrtimer hrtick_timer;
 455 #endif
 456
 457 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 458         /* latency stats */
 459         struct sched_info rq_sched_info;
 460         unsigned long long rq_cpu_time;
 461         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
 462
 463         /* sys_sched_yield() stats */
 464         unsigned int yld_count;
 465
 466         /* schedule() stats */
 467         unsigned int sched_count;
 468         unsigned int sched_goidle;
 469
 470         /* try_to_wake_up() stats */
 471         unsigned int ttwu_count;
 472         unsigned int ttwu_local;
 473 #endif
 474
 475 #ifdef CONFIG_SMP
 476         struct llist_head wake_list;
 477 #endif
 478 };
 479
 480 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
 481 {
 482 #ifdef CONFIG_SMP
 483         return rq->cpu;
 484 #else
 485         return 0;
 486 #endif
 487 }
 488
 489 DECLARE_PER_CPU(struct rq, runqueues);
 490
 491 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
 492 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
 493 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
 494 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
 495 #define raw_rq()                (&__raw_get_cpu_var(runqueues))
 496
 497 #ifdef CONFIG_SCHED_NUMA
 498 static inline struct list_head *offnode_tasks(struct rq *rq)
 499 {
 500         return &rq->offnode_tasks;
 501 }
 502
 503 static inline void task_numa_free(struct task_struct *p)
 504 {
 505         kfree(p->numa_faults);
 506 }
 507 #else /* CONFIG_SCHED_NUMA */
 508 static inline struct list_head *offnode_tasks(struct rq *rq)
 509 {
 510         return NULL;
 511 }
 512
 513 static inline void task_numa_free(struct task_struct *p)
 514 {
 515 }
 516 #endif /* CONFIG_SCHED_NUMA */
 517
 518 #ifdef CONFIG_SMP
 519
 520 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
 521         rcu_dereference_check((p), \
 522                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
 523
 524 /*
 525  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
 526  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
 527  *
 528  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
 529  * preempt-disabled sections.
 530  */
 531 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
 532         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
 533                         __sd; __sd = __sd->parent)
 534
 535 #define for_each_lower_domain(sd) for (; sd; sd = sd->child)
 536
 537 /**
 538  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
 539  * @cpu:        The cpu whose highest level of sched domain is to
 540  *              be returned.
 541  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
 542  *              for the given cpu.
 543  *
 544  * Returns the highest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
 545  */
 546 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
 547 {
 548         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
 549
 550         for_each_domain(cpu, sd) {
 551                 if (!(sd->flags & flag))
 552                         break;
 553                 hsd = sd;
 554         }
 555
 556         return hsd;
 557 }
 558
 559 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
 560 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
 561 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_node);
 562
 563 extern int group_balance_cpu(struct sched_group *sg);
 564
 565 #endif /* CONFIG_SMP */
 566
 567 #include "stats.h"
 568 #include "auto_group.h"
 569
 570 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
 571
 572 /*
 573  * Return the group to which this tasks belongs.
 574  *
 575  * We cannot use task_subsys_state() and friends because the cgroup
 576  * subsystem changes that value before the cgroup_subsys::attach() method
 577  * is called, therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
 578  *
 579  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
 580  * core changes this before calling sched_move_task().
 581  *
 582  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
 583  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
 584  */
 585 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 586 {
 587         return p->sched_task_group;
 588 }
 589
 590 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
 591 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 592 {
 593 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
 594         struct task_group *tg = task_group(p);
 595 #endif
 596
 597 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 598         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
 599         p->se.parent = tg->se[cpu];
 600 #endif
 601
 602 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 603         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
 604         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
 605 #endif
 606 }
 607
 608 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 609
 610 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
 611 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 612 {
 613         return NULL;
 614 }
 615
 616 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 617
 618 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 619 {
 620         set_task_rq(p, cpu);
 621 #ifdef CONFIG_SMP
 622         /*
 623          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
 624          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
 625          * per-task data have been completed by this moment.
 626          */
 627         smp_wmb();
 628         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
 629 #endif
 630 }
 631
 632 /*
 633  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
 634  */
 635 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 636 # include <linux/static_key.h>
 637 # define const_debug __read_mostly
 638 #else
 639 # define const_debug const
 640 #endif
 641
 642 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
 643
 644 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
 645         __SCHED_FEAT_##name ,
 646
 647 enum {
 648 #include "features.h"
 649         __SCHED_FEAT_NR,
 650 };
 651
 652 #undef SCHED_FEAT
 653
 654 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
 655 static __always_inline bool static_branch__true(struct static_key *key)
 656 {
 657         return static_key_true(key); /* Not out of line branch. */
 658 }
 659
 660 static __always_inline bool static_branch__false(struct static_key *key)
 661 {
 662         return static_key_false(key); /* Out of line branch. */
 663 }
 664
 665 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
 666 static __always_inline bool static_branch_##name(struct static_key *key) \
 667 {                                                                       \
 668         return static_branch__##enabled(key);                           \
 669 }
 670
 671 #include "features.h"
 672
 673 #undef SCHED_FEAT
 674
 675 extern struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
 676 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
 677 #else /* !(SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL) */
 678 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
 679 #endif /* SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL */
 680
 681 #ifdef CONFIG_SCHED_NUMA
 682 #define sched_feat_numa(x) sched_feat(x)
 683 #else
 684 #define sched_feat_numa(x) (0)
 685 #endif
 686
 687 static inline u64 global_rt_period(void)
 688 {
 689         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
 690 }
 691
 692 static inline u64 global_rt_runtime(void)
 693 {
 694         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
 695                 return RUNTIME_INF;
 696
 697         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
 698 }
 699
 700
 701
 702 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 703 {
 704         return rq->curr == p;
 705 }
 706
 707 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 708 {
 709 #ifdef CONFIG_SMP
 710         return p->on_cpu;
 711 #else
 712         return task_current(rq, p);
 713 #endif
 714 }
 715
 716
 717 #ifndef prepare_arch_switch
 718 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
 719 #endif
 720 #ifndef finish_arch_switch
 721 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
 722 #endif
 723 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
 724 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
 725 #endif
 726
 727 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
 728 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
 729 {
 730 #ifdef CONFIG_SMP
 731         /*
 732          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
 733          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
 734          * here.
 735          */
 736         next->on_cpu = 1;
 737 #endif
 738 }
 739
 740 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 741 {
 742 #ifdef CONFIG_SMP
 743         /*
 744          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
 745          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
 746          * finished.
 747          */
 748         smp_wmb();
 749         prev->on_cpu = 0;
 750 #endif
 751 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
 752         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
 753         rq->lock.owner = current;
 754 #endif
 755         /*
 756          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
 757          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
 758          * prev into current:
 759          */
 760         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
 761
 762         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
 763 }
 764
 765 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
 766 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
 767 {
 768 #ifdef CONFIG_SMP
 769         /*
 770          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
 771          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
 772          * here.
 773          */
 774         next->on_cpu = 1;
 775 #endif
 776         raw_spin_unlock(&rq->lock);
 777 }
 778
 779 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 780 {
 781 #ifdef CONFIG_SMP
 782         /*
 783          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
 784          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
 785          * finished.
 786          */
 787         smp_wmb();
 788         prev->on_cpu = 0;
 789 #endif
 790         local_irq_enable();
 791 }
 792 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
 793
 794
 795 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
 796 {
 797         lw->weight += inc;
 798         lw->inv_weight = 0;
 799 }
 800
 801 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
 802 {
 803         lw->weight -= dec;
 804         lw->inv_weight = 0;
 805 }
 806
 807 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
 808 {
 809         lw->weight = w;
 810         lw->inv_weight = 0;
 811 }
 812
 813 /*
 814  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
 815  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
 816  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
 817  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
 818  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
 819  * slice expiry etc.
 820  */
 821
 822 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
 823 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
 824
 825 /*
 826  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
 827  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
 828  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
 829  * that remained on nice 0.
 830  *
 831  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
 832  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
 833  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
 834  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
 835  * the relative distance between them is ~25%.)
 836  */
 837 static const int prio_to_weight[40] = {
 838  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
 839  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
 840  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
 841  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
 842  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
 843  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
 844  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
 845  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
 846 };
 847
 848 /*
 849  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
 850  *
 851  * In cases where the weight does not change often, we can use the
 852  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
 853  * into multiplications:
 854  */
 855 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
 856  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
 857  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
 858  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
 859  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
 860  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
 861  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
 862  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
 863  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
 864 };
 865
 866 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
 867 enum cpuacct_stat_index {
 868         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
 869         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
 870
 871         CPUACCT_STAT_NSTATS,
 872 };
 873
 874
 875 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
 876 #define for_each_class(class) \
 877    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
 878
 879 extern const struct sched_class stop_sched_class;
 880 extern const struct sched_class rt_sched_class;
 881 extern const struct sched_class fair_sched_class;
 882 extern const struct sched_class idle_sched_class;
 883
 884
 885 #ifdef CONFIG_SMP
 886
 887 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu);
 888 extern void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq);
 889
 890 #else   /* CONFIG_SMP */
 891
 892 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
 893 {
 894 }
 895
 896 #endif
 897
 898 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
 899 extern void sched_init_granularity(void);
 900 extern void update_max_interval(void);
 901 extern void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu);
 902 extern int update_runtime(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu);
 903 extern void init_sched_rt_class(void);
 904 extern void init_sched_fair_class(void);
 905
 906 extern void resched_task(struct task_struct *p);
 907 extern void resched_cpu(int cpu);
 908
 909 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
 910 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
 911
 912 extern void update_idle_cpu_load(struct rq *this_rq);
 913
 914 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
 915 #include <linux/cgroup.h>
 916 /* track cpu usage of a group of tasks and its child groups */
 917 struct cpuacct {
 918         struct cgroup_subsys_state css;
 919         /* cpuusage holds pointer to a u64-type object on every cpu */
 920         u64 __percpu *cpuusage;
 921         struct kernel_cpustat __percpu *cpustat;
 922 };
 923
 924 extern struct cgroup_subsys cpuacct_subsys;
 925 extern struct cpuacct root_cpuacct;
 926
 927 /* return cpu accounting group corresponding to this container */
 928 static inline struct cpuacct *cgroup_ca(struct cgroup *cgrp)
 929 {
 930         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpuacct_subsys_id),
 931                             struct cpuacct, css);
 932 }
 933
 934 /* return cpu accounting group to which this task belongs */
 935 static inline struct cpuacct *task_ca(struct task_struct *tsk)
 936 {
 937         return container_of(task_subsys_state(tsk, cpuacct_subsys_id),
 938                             struct cpuacct, css);
 939 }
 940
 941 static inline struct cpuacct *parent_ca(struct cpuacct *ca)
 942 {
 943         if (!ca || !ca->css.cgroup->parent)
 944                 return NULL;
 945         return cgroup_ca(ca->css.cgroup->parent);
 946 }
 947
 948 extern void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
 949 #else
 950 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
 951 #endif
 952
 953 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 954 static inline u64 steal_ticks(u64 steal)
 955 {
 956         if (unlikely(steal > NSEC_PER_SEC))
 957                 return div_u64(steal, TICK_NSEC);
 958
 959         return __iter_div_u64_rem(steal, TICK_NSEC, &steal);
 960 }
 961 #endif
 962
 963 static inline void inc_nr_running(struct rq *rq)
 964 {
 965         rq->nr_running++;
 966 }
 967
 968 static inline void dec_nr_running(struct rq *rq)
 969 {
 970         rq->nr_running--;
 971 }
 972
 973 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
 974
 975 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
 976 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
 977
 978 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
 979
 980 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg;
 981 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
 982 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
 983
 984 static inline u64 sched_avg_period(void)
 985 {
 986         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
 987 }
 988
 989 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
 990
 991 /*
 992  * Use hrtick when:
 993  *  - enabled by features
 994  *  - hrtimer is actually high res
 995  */
 996 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
 997 {
 998         if (!sched_feat(HRTICK))
 999                 return 0;
1000         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1001                 return 0;
1002         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1003 }
1004
1005 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
1006
1007 #else
1008
1009 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1010 {
1011         return 0;
1012 }
1013
1014 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1015
1016 #ifdef CONFIG_SMP
1017 extern void sched_avg_update(struct rq *rq);
1018 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
1019 {
1020         rq->rt_avg += rt_delta;
1021         sched_avg_update(rq);
1022 }
1023 #else
1024 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta) { }
1025 static inline void sched_avg_update(struct rq *rq) { }
1026 #endif
1027
1028 extern void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period);
1029
1030 #ifdef CONFIG_SMP
1031 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1032
1033 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1034
1035 /*
1036  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1037  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1038  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1039  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1040  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1041  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1042  */
1043 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1044         __releases(this_rq->lock)
1045         __acquires(busiest->lock)
1046         __acquires(this_rq->lock)
1047 {
1048         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1049         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1050
1051         return 1;
1052 }
1053
1054 #else
1055 /*
1056  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1057  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1058  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1059  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1060  * regardless of entry order into the function.
1061  */
1062 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1063         __releases(this_rq->lock)
1064         __acquires(busiest->lock)
1065         __acquires(this_rq->lock)
1066 {
1067         int ret = 0;
1068
1069         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1070                 if (busiest < this_rq) {
1071                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1072                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1073                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1074                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1075                         ret = 1;
1076                 } else
1077                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1078                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1079         }
1080         return ret;
1081 }
1082
1083 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1084
1085 /*
1086  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1087  */
1088 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1089 {
1090         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1091                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1092                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1093                 BUG_ON(1);
1094         }
1095
1096         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1097 }
1098
1099 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1100         __releases(busiest->lock)
1101 {
1102         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1103         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1104 }
1105
1106 /*
1107  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1108  *
1109  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1110  * you need to do so manually before calling.
1111  */
1112 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1113         __acquires(rq1->lock)
1114         __acquires(rq2->lock)
1115 {
1116         BUG_ON(!irqs_disabled());
1117         if (rq1 == rq2) {
1118                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1119                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1120         } else {
1121                 if (rq1 < rq2) {
1122                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1123                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1124                 } else {
1125                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1126                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1127                 }
1128         }
1129 }
1130
1131 /*
1132  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1133  *
1134  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1135  * you need to do so manually after calling.
1136  */
1137 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1138         __releases(rq1->lock)
1139         __releases(rq2->lock)
1140 {
1141         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1142         if (rq1 != rq2)
1143                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1144         else
1145                 __release(rq2->lock);
1146 }
1147
1148 #else /* CONFIG_SMP */
1149
1150 /*
1151  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1152  *
1153  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1154  * you need to do so manually before calling.
1155  */
1156 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1157         __acquires(rq1->lock)
1158         __acquires(rq2->lock)
1159 {
1160         BUG_ON(!irqs_disabled());
1161         BUG_ON(rq1 != rq2);
1162         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1163         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1164 }
1165
1166 /*
1167  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1168  *
1169  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1170  * you need to do so manually after calling.
1171  */
1172 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1173         __releases(rq1->lock)
1174         __releases(rq2->lock)
1175 {
1176         BUG_ON(rq1 != rq2);
1177         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1178         __release(rq2->lock);
1179 }
1180
1181 #endif
1182
1183 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1184 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1185 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1186 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1187
1188 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
1189 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq, struct rq *rq);
1190
1191 extern void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled);
1192
1193 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1194 enum rq_nohz_flag_bits {
1195         NOHZ_TICK_STOPPED,
1196         NOHZ_BALANCE_KICK,
1197         NOHZ_IDLE,
1198 };
1199
1200 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
1201 #endif
1202
1203 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
1204
1205 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_hardirq_time);
1206 DECLARE_PER_CPU(u64, cpu_softirq_time);
1207
1208 #ifndef CONFIG_64BIT
1209 DECLARE_PER_CPU(seqcount_t, irq_time_seq);
1210
1211 static inline void irq_time_write_begin(void)
1212 {
1213         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1214         smp_wmb();
1215 }
1216
1217 static inline void irq_time_write_end(void)
1218 {
1219         smp_wmb();
1220         __this_cpu_inc(irq_time_seq.sequence);
1221 }
1222
1223 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1224 {
1225         u64 irq_time;
1226         unsigned seq;
1227
1228         do {
1229                 seq = read_seqcount_begin(&per_cpu(irq_time_seq, cpu));
1230                 irq_time = per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) +
1231                            per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1232         } while (read_seqcount_retry(&per_cpu(irq_time_seq, cpu), seq));
1233
1234         return irq_time;
1235 }
1236 #else /* CONFIG_64BIT */
1237 static inline void irq_time_write_begin(void)
1238 {
1239 }
1240
1241 static inline void irq_time_write_end(void)
1242 {
1243 }
1244
1245 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
1246 {
1247         return per_cpu(cpu_softirq_time, cpu) + per_cpu(cpu_hardirq_time, cpu);
1248 }
1249 #endif /* CONFIG_64BIT */
1250 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
1251