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
   7 #include "cpupri.h"
   8
   9 extern __read_mostly int scheduler_running;
  10
  11 /*
  12  * Convert user-nice values [ -20 ... 0 ... 19 ]
  13  * to static priority [ MAX_RT_PRIO..MAX_PRIO-1 ],
  14  * and back.
  15  */
  16 #define NICE_TO_PRIO(nice)      (MAX_RT_PRIO + (nice) + 20)
  17 #define PRIO_TO_NICE(prio)      ((prio) - MAX_RT_PRIO - 20)
  18 #define TASK_NICE(p)            PRIO_TO_NICE((p)->static_prio)
  19
  20 /*
  21  * 'User priority' is the nice value converted to something we
  22  * can work with better when scaling various scheduler parameters,
  23  * it's a [ 0 ... 39 ] range.
  24  */
  25 #define USER_PRIO(p)            ((p)-MAX_RT_PRIO)
  26 #define TASK_USER_PRIO(p)       USER_PRIO((p)->static_prio)
  27 #define MAX_USER_PRIO           (USER_PRIO(MAX_PRIO))
  28
  29 /*
  30  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
  31  */
  32 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
  33
  34 #define NICE_0_LOAD             SCHED_LOAD_SCALE
  35 #define NICE_0_SHIFT            SCHED_LOAD_SHIFT
  36
  37 /*
  38  * These are the 'tuning knobs' of the scheduler:
  39  */
  40
  41 /*
  42  * single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
  43  */
  44 #define RUNTIME_INF     ((u64)~0ULL)
  45
  46 static inline int rt_policy(int policy)
  47 {
  48         if (policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR)
  49                 return 1;
  50         return 0;
  51 }
  52
  53 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
  54 {
  55         return rt_policy(p->policy);
  56 }
  57
  58 /*
  59  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
  60  */
  61 struct rt_prio_array {
  62         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
  63         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
  64 };
  65
  66 struct rt_bandwidth {
  67         /* nests inside the rq lock: */
  68         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
  69         ktime_t                 rt_period;
  70         u64                     rt_runtime;
  71         struct hrtimer          rt_period_timer;
  72 };
  73
  74 extern struct mutex sched_domains_mutex;
  75
  76 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
  77
  78 #include <linux/cgroup.h>
  79
  80 struct cfs_rq;
  81 struct rt_rq;
  82
  83 static LIST_HEAD(task_groups);
  84
  85 struct cfs_bandwidth {
  86 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
  87         raw_spinlock_t lock;
  88         ktime_t period;
  89         u64 quota, runtime;
  90         s64 hierarchal_quota;
  91         u64 runtime_expires;
  92
  93         int idle, timer_active;
  94         struct hrtimer period_timer, slack_timer;
  95         struct list_head throttled_cfs_rq;
  96
  97         /* statistics */
  98         int nr_periods, nr_throttled;
  99         u64 throttled_time;
 100 #endif
 101 };
 102
 103 /* task group related information */
 104 struct task_group {
 105         struct cgroup_subsys_state css;
 106
 107 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 108         /* schedulable entities of this group on each cpu */
 109         struct sched_entity **se;
 110         /* runqueue "owned" by this group on each cpu */
 111         struct cfs_rq **cfs_rq;
 112         unsigned long shares;
 113
 114         atomic_t load_weight;
 115 #endif
 116
 117 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 118         struct sched_rt_entity **rt_se;
 119         struct rt_rq **rt_rq;
 120
 121         struct rt_bandwidth rt_bandwidth;
 122 #endif
 123
 124         struct rcu_head rcu;
 125         struct list_head list;
 126
 127         struct task_group *parent;
 128         struct list_head siblings;
 129         struct list_head children;
 130
 131 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
 132         struct autogroup *autogroup;
 133 #endif
 134
 135         struct cfs_bandwidth cfs_bandwidth;
 136 };
 137
 138 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 139 #define ROOT_TASK_GROUP_LOAD    NICE_0_LOAD
 140
 141 /*
 142  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
 143  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
 144  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
 145  * too large, so as the shares value of a task group.
 146  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
 147  *  limitation from this.)
 148  */
 149 #define MIN_SHARES      (1UL <<  1)
 150 #define MAX_SHARES      (1UL << 18)
 151 #endif
 152
 153 /* Default task group.
 154  *      Every task in system belong to this group at bootup.
 155  */
 156 extern struct task_group root_task_group;
 157
 158 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
 159
 160 extern int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
 161                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data);
 162
 163 /*
 164  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
 165  * leaving it for the final time.
 166  *
 167  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
 168  */
 169 static inline int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
 170 {
 171         return walk_tg_tree_from(&root_task_group, down, up, data);
 172 }
 173
 174 extern int tg_nop(struct task_group *tg, void *data);
 175
 176 extern void free_fair_sched_group(struct task_group *tg);
 177 extern int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 178 extern void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg, int cpu);
 179 extern void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
 180                         struct sched_entity *se, int cpu,
 181                         struct sched_entity *parent);
 182 extern void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 183 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
 184
 185 extern void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 186 extern void __start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 187 extern void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
 188
 189 extern void free_rt_sched_group(struct task_group *tg);
 190 extern int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 191 extern void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
 192                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu,
 193                 struct sched_rt_entity *parent);
 194
 195 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 196
 197 struct cfs_bandwidth { };
 198
 199 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 200
 201 /* CFS-related fields in a runqueue */
 202 struct cfs_rq {
 203         struct load_weight load;
 204         unsigned long nr_running, h_nr_running;
 205
 206         u64 exec_clock;
 207         u64 min_vruntime;
 208 #ifndef CONFIG_64BIT
 209         u64 min_vruntime_copy;
 210 #endif
 211
 212         struct rb_root tasks_timeline;
 213         struct rb_node *rb_leftmost;
 214
 215         /*
 216          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
 217          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
 218          */
 219         struct sched_entity *curr, *next, *last, *skip;
 220
 221 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
 222         unsigned int nr_spread_over;
 223 #endif
 224
 225 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 226         struct rq *rq;  /* cpu runqueue to which this cfs_rq is attached */
 227
 228         /*
 229          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
 230          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
 231          * (like users, containers etc.)
 232          *
 233          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a cpu. This
 234          * list is used during load balance.
 235          */
 236         int on_list;
 237         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
 238         struct task_group *tg;  /* group that "owns" this runqueue */
 239
 240 #ifdef CONFIG_SMP
 241         /*
 242          *   h_load = weight * f(tg)
 243          *
 244          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
 245          * this group.
 246          */
 247         unsigned long h_load;
 248
 249         /*
 250          * Maintaining per-cpu shares distribution for group scheduling
 251          *
 252          * load_stamp is the last time we updated the load average
 253          * load_last is the last time we updated the load average and saw load
 254          * load_unacc_exec_time is currently unaccounted execution time
 255          */
 256         u64 load_avg;
 257         u64 load_period;
 258         u64 load_stamp, load_last, load_unacc_exec_time;
 259
 260         unsigned long load_contribution;
 261 #endif /* CONFIG_SMP */
 262 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
 263         int runtime_enabled;
 264         u64 runtime_expires;
 265         s64 runtime_remaining;
 266
 267         u64 throttled_timestamp;
 268         int throttled, throttle_count;
 269         struct list_head throttled_list;
 270 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
 271 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 272 };
 273
 274 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
 275 {
 276         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
 277 }
 278
 279 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
 280 struct rt_rq {
 281         struct rt_prio_array active;
 282         unsigned long rt_nr_running;
 283 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 284         struct {
 285                 int curr; /* highest queued rt task prio */
 286 #ifdef CONFIG_SMP
 287                 int next; /* next highest */
 288 #endif
 289         } highest_prio;
 290 #endif
 291 #ifdef CONFIG_SMP
 292         unsigned long rt_nr_migratory;
 293         unsigned long rt_nr_total;
 294         int overloaded;
 295         struct plist_head pushable_tasks;
 296 #endif
 297         int rt_throttled;
 298         u64 rt_time;
 299         u64 rt_runtime;
 300         /* Nests inside the rq lock: */
 301         raw_spinlock_t rt_runtime_lock;
 302
 303 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 304         unsigned long rt_nr_boosted;
 305
 306         struct rq *rq;
 307         struct list_head leaf_rt_rq_list;
 308         struct task_group *tg;
 309 #endif
 310 };
 311
 312 #ifdef CONFIG_SMP
 313
 314 /*
 315  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
 316  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
 317  * fully partitioning the member cpus from any other cpuset. Whenever a new
 318  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
 319  * object.
 320  *
 321  */
 322 struct root_domain {
 323         atomic_t refcount;
 324         atomic_t rto_count;
 325         struct rcu_head rcu;
 326         cpumask_var_t span;
 327         cpumask_var_t online;
 328
 329         /*
 330          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
 331          * one runnable RT task.
 332          */
 333         cpumask_var_t rto_mask;
 334         struct cpupri cpupri;
 335 };
 336
 337 extern struct root_domain def_root_domain;
 338
 339 #endif /* CONFIG_SMP */
 340
 341 /*
 342  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
 343  *
 344  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
 345  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
 346  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
 347  */
 348 struct rq {
 349         /* runqueue lock: */
 350         raw_spinlock_t lock;
 351
 352         /*
 353          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
 354          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
 355          */
 356         unsigned long nr_running;
 357         #define CPU_LOAD_IDX_MAX 5
 358         unsigned long cpu_load[CPU_LOAD_IDX_MAX];
 359         unsigned long last_load_update_tick;
 360 #ifdef CONFIG_NO_HZ
 361         u64 nohz_stamp;
 362         unsigned long nohz_flags;
 363 #endif
 364         int skip_clock_update;
 365
 366         /* capture load from *all* tasks on this cpu: */
 367         struct load_weight load;
 368         unsigned long nr_load_updates;
 369         u64 nr_switches;
 370
 371         struct cfs_rq cfs;
 372         struct rt_rq rt;
 373
 374 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 375         /* list of leaf cfs_rq on this cpu: */
 376         struct list_head leaf_cfs_rq_list;
 377 #endif
 378 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 379         struct list_head leaf_rt_rq_list;
 380 #endif
 381
 382         /*
 383          * This is part of a global counter where only the total sum
 384          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
 385          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
 386          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
 387          */
 388         unsigned long nr_uninterruptible;
 389
 390         struct task_struct *curr, *idle, *stop;
 391         unsigned long next_balance;
 392         struct mm_struct *prev_mm;
 393
 394         u64 clock;
 395         u64 clock_task;
 396
 397         atomic_t nr_iowait;
 398
 399 #ifdef CONFIG_SMP
 400         struct root_domain *rd;
 401         struct sched_domain *sd;
 402
 403         unsigned long cpu_power;
 404
 405         unsigned char idle_balance;
 406         /* For active balancing */
 407         int post_schedule;
 408         int active_balance;
 409         int push_cpu;
 410         struct cpu_stop_work active_balance_work;
 411         /* cpu of this runqueue: */
 412         int cpu;
 413         int online;
 414
 415         struct list_head cfs_tasks;
 416
 417         u64 rt_avg;
 418         u64 age_stamp;
 419         u64 idle_stamp;
 420         u64 avg_idle;
 421 #endif
 422
 423 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
 424         u64 prev_irq_time;
 425 #endif
 426 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 427         u64 prev_steal_time;
 428 #endif
 429 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
 430         u64 prev_steal_time_rq;
 431 #endif
 432
 433         /* calc_load related fields */
 434         unsigned long calc_load_update;
 435         long calc_load_active;
 436
 437 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
 438 #ifdef CONFIG_SMP
 439         int hrtick_csd_pending;
 440         struct call_single_data hrtick_csd;
 441 #endif
 442         struct hrtimer hrtick_timer;
 443 #endif
 444
 445 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 446         /* latency stats */
 447         struct sched_info rq_sched_info;
 448         unsigned long long rq_cpu_time;
 449         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
 450
 451         /* sys_sched_yield() stats */
 452         unsigned int yld_count;
 453
 454         /* schedule() stats */
 455         unsigned int sched_count;
 456         unsigned int sched_goidle;
 457
 458         /* try_to_wake_up() stats */
 459         unsigned int ttwu_count;
 460         unsigned int ttwu_local;
 461 #endif
 462
 463 #ifdef CONFIG_SMP
 464         struct llist_head wake_list;
 465 #endif
 466 };
 467
 468 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
 469 {
 470 #ifdef CONFIG_SMP
 471         return rq->cpu;
 472 #else
 473         return 0;
 474 #endif
 475 }
 476
 477 DECLARE_PER_CPU(struct rq, runqueues);
 478
 479 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
 480 #define this_rq()               (&__get_cpu_var(runqueues))
 481 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
 482 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
 483 #define raw_rq()                (&__raw_get_cpu_var(runqueues))
 484
 485 #ifdef CONFIG_SMP
 486
 487 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
 488         rcu_dereference_check((p), \
 489                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
 490
 491 /*
 492  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
 493  * See detach_destroy_domains: synchronize_sched for details.
 494  *
 495  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
 496  * preempt-disabled sections.
 497  */
 498 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
 499         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
 500                         __sd; __sd = __sd->parent)
 501
 502 #define for_each_lower_domain(sd) for (; sd; sd = sd->child)
 503
 504 /**
 505  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
 506  * @cpu:        The cpu whose highest level of sched domain is to
 507  *              be returned.
 508  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
 509  *              for the given cpu.
 510  *
 511  * Returns the highest sched_domain of a cpu which contains the given flag.
 512  */
 513 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
 514 {
 515         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
 516
 517         for_each_domain(cpu, sd) {
 518                 if (!(sd->flags & flag))
 519                         break;
 520                 hsd = sd;
 521         }
 522
 523         return hsd;
 524 }
 525
 526 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain *, sd_llc);
 527 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
 528
 529 #endif /* CONFIG_SMP */
 530
 531 #include "stats.h"
 532 #include "auto_group.h"
 533
 534 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
 535
 536 /*
 537  * Return the group to which this tasks belongs.
 538  *
 539  * We use task_subsys_state_check() and extend the RCU verification with
 540  * pi->lock and rq->lock because cpu_cgroup_attach() holds those locks for each
 541  * task it moves into the cgroup. Therefore by holding either of those locks,
 542  * we pin the task to the current cgroup.
 543  */
 544 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 545 {
 546         struct task_group *tg;
 547         struct cgroup_subsys_state *css;
 548
 549         css = task_subsys_state_check(p, cpu_cgroup_subsys_id,
 550                         lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
 551                         lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock));
 552         tg = container_of(css, struct task_group, css);
 553
 554         return autogroup_task_group(p, tg);
 555 }
 556
 557 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
 558 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 559 {
 560 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
 561         struct task_group *tg = task_group(p);
 562 #endif
 563
 564 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 565         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
 566         p->se.parent = tg->se[cpu];
 567 #endif
 568
 569 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 570         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
 571         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
 572 #endif
 573 }
 574
 575 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 576
 577 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
 578 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
 579 {
 580         return NULL;
 581 }
 582
 583 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 584
 585 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
 586 {
 587         set_task_rq(p, cpu);
 588 #ifdef CONFIG_SMP
 589         /*
 590          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
 591          * successfuly executed on another CPU. We must ensure that updates of
 592          * per-task data have been completed by this moment.
 593          */
 594         smp_wmb();
 595         task_thread_info(p)->cpu = cpu;
 596 #endif
 597 }
 598
 599 /*
 600  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
 601  */
 602 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
 603 # include <linux/jump_label.h>
 604 # define const_debug __read_mostly
 605 #else
 606 # define const_debug const
 607 #endif
 608
 609 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
 610
 611 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
 612         __SCHED_FEAT_##name ,
 613
 614 enum {
 615 #include "features.h"
 616         __SCHED_FEAT_NR,
 617 };
 618
 619 #undef SCHED_FEAT
 620
 621 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(HAVE_JUMP_LABEL)
 622 static __always_inline bool static_branch__true(struct jump_label_key *key)
 623 {
 624         return likely(static_branch(key)); /* Not out of line branch. */
 625 }
 626
 627 static __always_inline bool static_branch__false(struct jump_label_key *key)
 628 {
 629         return unlikely(static_branch(key)); /* Out of line branch. */
 630 }
 631
 632 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
 633 static __always_inline bool static_branch_##name(struct jump_label_key *key) \
 634 {                                                                       \
 635         return static_branch__##enabled(key);                           \
 636 }
 637
 638 #include "features.h"
 639
 640 #undef SCHED_FEAT
 641
 642 extern struct jump_label_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
 643 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
 644 #else /* !(SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL) */
 645 #define sched_feat(x) (sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
 646 #endif /* SCHED_DEBUG && HAVE_JUMP_LABEL */
 647
 648 static inline u64 global_rt_period(void)
 649 {
 650         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
 651 }
 652
 653 static inline u64 global_rt_runtime(void)
 654 {
 655         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
 656                 return RUNTIME_INF;
 657
 658         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
 659 }
 660
 661
 662
 663 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 664 {
 665         return rq->curr == p;
 666 }
 667
 668 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
 669 {
 670 #ifdef CONFIG_SMP
 671         return p->on_cpu;
 672 #else
 673         return task_current(rq, p);
 674 #endif
 675 }
 676
 677
 678 #ifndef prepare_arch_switch
 679 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
 680 #endif
 681 #ifndef finish_arch_switch
 682 # define finish_arch_switch(prev)       do { } while (0)
 683 #endif
 684 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
 685 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
 686 #endif
 687
 688 #ifndef __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW
 689 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
 690 {
 691 #ifdef CONFIG_SMP
 692         /*
 693          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
 694          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
 695          * here.
 696          */
 697         next->on_cpu = 1;
 698 #endif
 699 }
 700
 701 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 702 {
 703 #ifdef CONFIG_SMP
 704         /*
 705          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
 706          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
 707          * finished.
 708          */
 709         smp_wmb();
 710         prev->on_cpu = 0;
 711 #endif
 712 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
 713         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
 714         rq->lock.owner = current;
 715 #endif
 716         /*
 717          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
 718          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
 719          * prev into current:
 720          */
 721         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
 722
 723         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
 724 }
 725
 726 #else /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
 727 static inline void prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next)
 728 {
 729 #ifdef CONFIG_SMP
 730         /*
 731          * We can optimise this out completely for !SMP, because the
 732          * SMP rebalancing from interrupt is the only thing that cares
 733          * here.
 734          */
 735         next->on_cpu = 1;
 736 #endif
 737 #ifdef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
 738         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
 739 #else
 740         raw_spin_unlock(&rq->lock);
 741 #endif
 742 }
 743
 744 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
 745 {
 746 #ifdef CONFIG_SMP
 747         /*
 748          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
 749          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
 750          * finished.
 751          */
 752         smp_wmb();
 753         prev->on_cpu = 0;
 754 #endif
 755 #ifndef __ARCH_WANT_INTERRUPTS_ON_CTXSW
 756         local_irq_enable();
 757 #endif
 758 }
 759 #endif /* __ARCH_WANT_UNLOCKED_CTXSW */
 760
 761
 762 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
 763 {
 764         lw->weight += inc;
 765         lw->inv_weight = 0;
 766 }
 767
 768 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
 769 {
 770         lw->weight -= dec;
 771         lw->inv_weight = 0;
 772 }
 773
 774 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
 775 {
 776         lw->weight = w;
 777         lw->inv_weight = 0;
 778 }
 779
 780 /*
 781  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
 782  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
 783  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
 784  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
 785  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
 786  * slice expiry etc.
 787  */
 788
 789 #define WEIGHT_IDLEPRIO                3
 790 #define WMULT_IDLEPRIO         1431655765
 791
 792 /*
 793  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
 794  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
 795  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
 796  * that remained on nice 0.
 797  *
 798  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
 799  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
 800  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
 801  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
 802  * the relative distance between them is ~25%.)
 803  */
 804 static const int prio_to_weight[40] = {
 805  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
 806  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
 807  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
 808  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
 809  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
 810  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
 811  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
 812  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
 813 };
 814
 815 /*
 816  * Inverse (2^32/x) values of the prio_to_weight[] array, precalculated.
 817  *
 818  * In cases where the weight does not change often, we can use the
 819  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
 820  * into multiplications:
 821  */
 822 static const u32 prio_to_wmult[40] = {
 823  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
 824  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
 825  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
 826  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
 827  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
 828  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
 829  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
 830  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
 831 };
 832
 833 /* Time spent by the tasks of the cpu accounting group executing in ... */
 834 enum cpuacct_stat_index {
 835         CPUACCT_STAT_USER,      /* ... user mode */
 836         CPUACCT_STAT_SYSTEM,    /* ... kernel mode */
 837
 838         CPUACCT_STAT_NSTATS,
 839 };
 840
 841
 842 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
 843 #define for_each_class(class) \
 844    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
 845
 846 extern const struct sched_class stop_sched_class;
 847 extern const struct sched_class rt_sched_class;
 848 extern const struct sched_class fair_sched_class;
 849 extern const struct sched_class idle_sched_class;
 850
 851
 852 #ifdef CONFIG_SMP
 853
 854 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq, int cpu);
 855 extern void idle_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq);
 856
 857 #else   /* CONFIG_SMP */
 858
 859 static inline void idle_balance(int cpu, struct rq *rq)
 860 {
 861 }
 862
 863 #endif
 864
 865 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
 866 extern void sched_init_granularity(void);
 867 extern void update_max_interval(void);
 868 extern void update_group_power(struct sched_domain *sd, int cpu);
 869 extern int update_runtime(struct notifier_block *nfb, unsigned long action, void *hcpu);
 870 extern void init_sched_rt_class(void);
 871 extern void init_sched_fair_class(void);
 872
 873 extern void resched_task(struct task_struct *p);
 874 extern void resched_cpu(int cpu);
 875
 876 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
 877 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
 878
 879 extern void update_cpu_load(struct rq *this_rq);
 880
 881 #ifdef CONFIG_CGROUP_CPUACCT
 882 #include <linux/cgroup.h>
 883 /* track cpu usage of a group of tasks and its child groups */
 884 struct cpuacct {
 885         struct cgroup_subsys_state css;
 886         /* cpuusage holds pointer to a u64-type object on every cpu */
 887         u64 __percpu *cpuusage;
 888         struct kernel_cpustat __percpu *cpustat;
 889 };
 890
 891 /* return cpu accounting group corresponding to this container */
 892 static inline struct cpuacct *cgroup_ca(struct cgroup *cgrp)
 893 {
 894         return container_of(cgroup_subsys_state(cgrp, cpuacct_subsys_id),
 895                             struct cpuacct, css);
 896 }
 897
 898 /* return cpu accounting group to which this task belongs */
 899 static inline struct cpuacct *task_ca(struct task_struct *tsk)
 900 {
 901         return container_of(task_subsys_state(tsk, cpuacct_subsys_id),
 902                             struct cpuacct, css);
 903 }
 904
 905 static inline struct cpuacct *parent_ca(struct cpuacct *ca)
 906 {
 907         if (!ca || !ca->css.cgroup->parent)
 908                 return NULL;
 909         return cgroup_ca(ca->css.cgroup->parent);
 910 }
 911
 912 extern void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime);
 913 #else
 914 static inline void cpuacct_charge(struct task_struct *tsk, u64 cputime) {}
 915 #endif
 916
 917 static inline void inc_nr_running(struct rq *rq)
 918 {
 919         rq->nr_running++;
 920 }
 921
 922 static inline void dec_nr_running(struct rq *rq)
 923 {
 924         rq->nr_running--;
 925 }
 926
 927 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
 928
 929 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
 930 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
 931
 932 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
 933
 934 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_time_avg;
 935 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
 936 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
 937
 938 static inline u64 sched_avg_period(void)
 939 {
 940         return (u64)sysctl_sched_time_avg * NSEC_PER_MSEC / 2;
 941 }
 942
 943 void calc_load_account_idle(struct rq *this_rq);
 944
 945 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
 946
 947 /*
 948  * Use hrtick when:
 949  *  - enabled by features
 950  *  - hrtimer is actually high res
 951  */
 952 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
 953 {
 954         if (!sched_feat(HRTICK))
 955                 return 0;
 956         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
 957                 return 0;
 958         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
 959 }
 960
 961 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
 962
 963 #else
 964
 965 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
 966 {
 967         return 0;
 968 }
 969
 970 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
 971
 972 #ifdef CONFIG_SMP
 973 extern void sched_avg_update(struct rq *rq);
 974 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta)
 975 {
 976         rq->rt_avg += rt_delta;
 977         sched_avg_update(rq);
 978 }
 979 #else
 980 static inline void sched_rt_avg_update(struct rq *rq, u64 rt_delta) { }
 981 static inline void sched_avg_update(struct rq *rq) { }
 982 #endif
 983
 984 extern void start_bandwidth_timer(struct hrtimer *period_timer, ktime_t period);
 985
 986 #ifdef CONFIG_SMP
 987 #ifdef CONFIG_PREEMPT
 988
 989 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
 990
 991 /*
 992  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
 993  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
 994  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
 995  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
 996  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
 997  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
 998  */
 999 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1000         __releases(this_rq->lock)
1001         __acquires(busiest->lock)
1002         __acquires(this_rq->lock)
1003 {
1004         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1005         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1006
1007         return 1;
1008 }
1009
1010 #else
1011 /*
1012  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1013  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1014  * already in proper order on entry.  This favors lower cpu-ids and will
1015  * grant the double lock to lower cpus over higher ids under contention,
1016  * regardless of entry order into the function.
1017  */
1018 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1019         __releases(this_rq->lock)
1020         __acquires(busiest->lock)
1021         __acquires(this_rq->lock)
1022 {
1023         int ret = 0;
1024
1025         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1026                 if (busiest < this_rq) {
1027                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1028                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1029                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1030                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1031                         ret = 1;
1032                 } else
1033                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1034                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1035         }
1036         return ret;
1037 }
1038
1039 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1040
1041 /*
1042  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
1043  */
1044 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1045 {
1046         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
1047                 /* printk() doesn't work good under rq->lock */
1048                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1049                 BUG_ON(1);
1050         }
1051
1052         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
1053 }
1054
1055 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1056         __releases(busiest->lock)
1057 {
1058         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
1059         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
1060 }
1061
1062 /*
1063  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
1064  *
1065  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
1066  * you need to do so manually before calling.
1067  */
1068 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1069         __acquires(rq1->lock)
1070         __acquires(rq2->lock)
1071 {
1072         BUG_ON(!irqs_disabled());
1073         if (rq1 == rq2) {
1074                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
1075                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1076         } else {
1077                 if (rq1 < rq2) {
1078                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1079                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1080                 } else {
1081                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
1082                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
1083                 }
1084         }
1085 }
1086
1087 /*
1088  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1089  *
1090  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1091  * you need to do so manually after calling.
1092  */
1093 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1094         __releases(rq1->lock)
1095         __releases(rq2->lock)
1096 {
1097         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1098         if (rq1 != rq2)
1099                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
1100         else
1101                 __release(rq2->lock);
1102 }
1103
1104 #else /* CONFIG_SMP */
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         BUG_ON(rq1 != rq2);
1118         raw_spin_lock(&rq1->lock);
1119         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
1120 }
1121
1122 /*
1123  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
1124  *
1125  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
1126  * you need to do so manually after calling.
1127  */
1128 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
1129         __releases(rq1->lock)
1130         __releases(rq2->lock)
1131 {
1132         BUG_ON(rq1 != rq2);
1133         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
1134         __release(rq2->lock);
1135 }
1136
1137 #endif
1138
1139 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1140 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
1141 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1142 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
1143
1144 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
1145 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq, struct rq *rq);
1146 extern void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq);
1147
1148 extern void account_cfs_bandwidth_used(int enabled, int was_enabled);
1149
1150 #ifdef CONFIG_NO_HZ
1151 enum rq_nohz_flag_bits {
1152         NOHZ_TICK_STOPPED,
1153         NOHZ_BALANCE_KICK,
1154         NOHZ_IDLE,
1155 };
1156
1157 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
1158 #endif