kernel/sched/sched.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 /*
   3  * Scheduler internal types and methods:
   4  */
   5 #include <linux/sched.h>
   6
   7 #include <linux/sched/autogroup.h>
   8 #include <linux/sched/clock.h>
   9 #include <linux/sched/coredump.h>
  10 #include <linux/sched/cpufreq.h>
  11 #include <linux/sched/cputime.h>
  12 #include <linux/sched/deadline.h>
  13 #include <linux/sched/debug.h>
  14 #include <linux/sched/hotplug.h>
  15 #include <linux/sched/idle.h>
  16 #include <linux/sched/init.h>
  17 #include <linux/sched/isolation.h>
  18 #include <linux/sched/jobctl.h>
  19 #include <linux/sched/loadavg.h>
  20 #include <linux/sched/mm.h>
  21 #include <linux/sched/nohz.h>
  22 #include <linux/sched/numa_balancing.h>
  23 #include <linux/sched/prio.h>
  24 #include <linux/sched/rt.h>
  25 #include <linux/sched/signal.h>
  26 #include <linux/sched/smt.h>
  27 #include <linux/sched/stat.h>
  28 #include <linux/sched/sysctl.h>
  29 #include <linux/sched/task.h>
  30 #include <linux/sched/task_stack.h>
  31 #include <linux/sched/topology.h>
  32 #include <linux/sched/user.h>
  33 #include <linux/sched/wake_q.h>
  34 #include <linux/sched/xacct.h>
  35
  36 #include <uapi/linux/sched/types.h>
  37
  38 #include <linux/binfmts.h>
  39 #include <linux/blkdev.h>
  40 #include <linux/compat.h>
  41 #include <linux/context_tracking.h>
  42 #include <linux/cpufreq.h>
  43 #include <linux/cpuidle.h>
  44 #include <linux/cpuset.h>
  45 #include <linux/ctype.h>
  46 #include <linux/debugfs.h>
  47 #include <linux/delayacct.h>
  48 #include <linux/energy_model.h>
  49 #include <linux/init_task.h>
  50 #include <linux/kprobes.h>
  51 #include <linux/kthread.h>
  52 #include <linux/membarrier.h>
  53 #include <linux/migrate.h>
  54 #include <linux/mmu_context.h>
  55 #include <linux/nmi.h>
  56 #include <linux/proc_fs.h>
  57 #include <linux/prefetch.h>
  58 #include <linux/profile.h>
  59 #include <linux/psi.h>
  60 #include <linux/rcupdate_wait.h>
  61 #include <linux/security.h>
  62 #include <linux/stop_machine.h>
  63 #include <linux/suspend.h>
  64 #include <linux/swait.h>
  65 #include <linux/syscalls.h>
  66 #include <linux/task_work.h>
  67 #include <linux/tsacct_kern.h>
  68
  69 #include <asm/tlb.h>
  70
  71 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
  72 # include <asm/paravirt.h>
  73 #endif
  74
  75 #include "cpupri.h"
  76 #include "cpudeadline.h"
  77
  78 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
  79 # define SCHED_WARN_ON(x)       WARN_ONCE(x, #x)
  80 #else
  81 # define SCHED_WARN_ON(x)       ({ (void)(x), 0; })
  82 #endif
  83
  84 struct rq;
  85 struct cpuidle_state;
  86
  87 /* task_struct::on_rq states: */
  88 #define TASK_ON_RQ_QUEUED       1
  89 #define TASK_ON_RQ_MIGRATING    2
  90
  91 extern __read_mostly int scheduler_running;
  92
  93 extern unsigned long calc_load_update;
  94 extern atomic_long_t calc_load_tasks;
  95
  96 extern void calc_global_load_tick(struct rq *this_rq);
  97 extern long calc_load_fold_active(struct rq *this_rq, long adjust);
  98
  99 /*
 100  * Helpers for converting nanosecond timing to jiffy resolution
 101  */
 102 #define NS_TO_JIFFIES(TIME)     ((unsigned long)(TIME) / (NSEC_PER_SEC / HZ))
 103
 104 /*
 105  * Increase resolution of nice-level calculations for 64-bit architectures.
 106  * The extra resolution improves shares distribution and load balancing of
 107  * low-weight task groups (eg. nice +19 on an autogroup), deeper taskgroup
 108  * hierarchies, especially on larger systems. This is not a user-visible change
 109  * and does not change the user-interface for setting shares/weights.
 110  *
 111  * We increase resolution only if we have enough bits to allow this increased
 112  * resolution (i.e. 64-bit). The costs for increasing resolution when 32-bit
 113  * are pretty high and the returns do not justify the increased costs.
 114  *
 115  * Really only required when CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED=y is also set, but to
 116  * increase coverage and consistency always enable it on 64-bit platforms.
 117  */
 118 #ifdef CONFIG_64BIT
 119 # define NICE_0_LOAD_SHIFT      (SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT + SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT)
 120 # define scale_load(w)          ((w) << SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT)
 121 # define scale_load_down(w)     ((w) >> SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT)
 122 #else
 123 # define NICE_0_LOAD_SHIFT      (SCHED_FIXEDPOINT_SHIFT)
 124 # define scale_load(w)          (w)
 125 # define scale_load_down(w)     (w)
 126 #endif
 127
 128 /*
 129  * Task weight (visible to users) and its load (invisible to users) have
 130  * independent resolution, but they should be well calibrated. We use
 131  * scale_load() and scale_load_down(w) to convert between them. The
 132  * following must be true:
 133  *
 134  *  scale_load(sched_prio_to_weight[USER_PRIO(NICE_TO_PRIO(0))]) == NICE_0_LOAD
 135  *
 136  */
 137 #define NICE_0_LOAD             (1L << NICE_0_LOAD_SHIFT)
 138
 139 /*
 140  * Single value that decides SCHED_DEADLINE internal math precision.
 141  * 10 -> just above 1us
 142  * 9  -> just above 0.5us
 143  */
 144 #define DL_SCALE                10
 145
 146 /*
 147  * Single value that denotes runtime == period, ie unlimited time.
 148  */
 149 #define RUNTIME_INF             ((u64)~0ULL)
 150
 151 static inline int idle_policy(int policy)
 152 {
 153         return policy == SCHED_IDLE;
 154 }
 155 static inline int fair_policy(int policy)
 156 {
 157         return policy == SCHED_NORMAL || policy == SCHED_BATCH;
 158 }
 159
 160 static inline int rt_policy(int policy)
 161 {
 162         return policy == SCHED_FIFO || policy == SCHED_RR;
 163 }
 164
 165 static inline int dl_policy(int policy)
 166 {
 167         return policy == SCHED_DEADLINE;
 168 }
 169 static inline bool valid_policy(int policy)
 170 {
 171         return idle_policy(policy) || fair_policy(policy) ||
 172                 rt_policy(policy) || dl_policy(policy);
 173 }
 174
 175 static inline int task_has_idle_policy(struct task_struct *p)
 176 {
 177         return idle_policy(p->policy);
 178 }
 179
 180 static inline int task_has_rt_policy(struct task_struct *p)
 181 {
 182         return rt_policy(p->policy);
 183 }
 184
 185 static inline int task_has_dl_policy(struct task_struct *p)
 186 {
 187         return dl_policy(p->policy);
 188 }
 189
 190 #define cap_scale(v, s) ((v)*(s) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT)
 191
 192 /*
 193  * !! For sched_setattr_nocheck() (kernel) only !!
 194  *
 195  * This is actually gross. :(
 196  *
 197  * It is used to make schedutil kworker(s) higher priority than SCHED_DEADLINE
 198  * tasks, but still be able to sleep. We need this on platforms that cannot
 199  * atomically change clock frequency. Remove once fast switching will be
 200  * available on such platforms.
 201  *
 202  * SUGOV stands for SchedUtil GOVernor.
 203  */
 204 #define SCHED_FLAG_SUGOV        0x10000000
 205
 206 static inline bool dl_entity_is_special(struct sched_dl_entity *dl_se)
 207 {
 208 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL
 209         return unlikely(dl_se->flags & SCHED_FLAG_SUGOV);
 210 #else
 211         return false;
 212 #endif
 213 }
 214
 215 /*
 216  * Tells if entity @a should preempt entity @b.
 217  */
 218 static inline bool
 219 dl_entity_preempt(struct sched_dl_entity *a, struct sched_dl_entity *b)
 220 {
 221         return dl_entity_is_special(a) ||
 222                dl_time_before(a->deadline, b->deadline);
 223 }
 224
 225 /*
 226  * This is the priority-queue data structure of the RT scheduling class:
 227  */
 228 struct rt_prio_array {
 229         DECLARE_BITMAP(bitmap, MAX_RT_PRIO+1); /* include 1 bit for delimiter */
 230         struct list_head queue[MAX_RT_PRIO];
 231 };
 232
 233 struct rt_bandwidth {
 234         /* nests inside the rq lock: */
 235         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
 236         ktime_t                 rt_period;
 237         u64                     rt_runtime;
 238         struct hrtimer          rt_period_timer;
 239         unsigned int            rt_period_active;
 240 };
 241
 242 void __dl_clear_params(struct task_struct *p);
 243
 244 /*
 245  * To keep the bandwidth of -deadline tasks and groups under control
 246  * we need some place where:
 247  *  - store the maximum -deadline bandwidth of the system (the group);
 248  *  - cache the fraction of that bandwidth that is currently allocated.
 249  *
 250  * This is all done in the data structure below. It is similar to the
 251  * one used for RT-throttling (rt_bandwidth), with the main difference
 252  * that, since here we are only interested in admission control, we
 253  * do not decrease any runtime while the group "executes", neither we
 254  * need a timer to replenish it.
 255  *
 256  * With respect to SMP, the bandwidth is given on a per-CPU basis,
 257  * meaning that:
 258  *  - dl_bw (< 100%) is the bandwidth of the system (group) on each CPU;
 259  *  - dl_total_bw array contains, in the i-eth element, the currently
 260  *    allocated bandwidth on the i-eth CPU.
 261  * Moreover, groups consume bandwidth on each CPU, while tasks only
 262  * consume bandwidth on the CPU they're running on.
 263  * Finally, dl_total_bw_cpu is used to cache the index of dl_total_bw
 264  * that will be shown the next time the proc or cgroup controls will
 265  * be red. It on its turn can be changed by writing on its own
 266  * control.
 267  */
 268 struct dl_bandwidth {
 269         raw_spinlock_t          dl_runtime_lock;
 270         u64                     dl_runtime;
 271         u64                     dl_period;
 272 };
 273
 274 static inline int dl_bandwidth_enabled(void)
 275 {
 276         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
 277 }
 278
 279 struct dl_bw {
 280         raw_spinlock_t          lock;
 281         u64                     bw;
 282         u64                     total_bw;
 283 };
 284
 285 static inline void __dl_update(struct dl_bw *dl_b, s64 bw);
 286
 287 static inline
 288 void __dl_sub(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw, int cpus)
 289 {
 290         dl_b->total_bw -= tsk_bw;
 291         __dl_update(dl_b, (s32)tsk_bw / cpus);
 292 }
 293
 294 static inline
 295 void __dl_add(struct dl_bw *dl_b, u64 tsk_bw, int cpus)
 296 {
 297         dl_b->total_bw += tsk_bw;
 298         __dl_update(dl_b, -((s32)tsk_bw / cpus));
 299 }
 300
 301 static inline
 302 bool __dl_overflow(struct dl_bw *dl_b, int cpus, u64 old_bw, u64 new_bw)
 303 {
 304         return dl_b->bw != -1 &&
 305                dl_b->bw * cpus < dl_b->total_bw - old_bw + new_bw;
 306 }
 307
 308 extern void dl_change_utilization(struct task_struct *p, u64 new_bw);
 309 extern void init_dl_bw(struct dl_bw *dl_b);
 310 extern int  sched_dl_global_validate(void);
 311 extern void sched_dl_do_global(void);
 312 extern int  sched_dl_overflow(struct task_struct *p, int policy, const struct sched_attr *attr);
 313 extern void __setparam_dl(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr);
 314 extern void __getparam_dl(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr);
 315 extern bool __checkparam_dl(const struct sched_attr *attr);
 316 extern bool dl_param_changed(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr);
 317 extern int  dl_task_can_attach(struct task_struct *p, const struct cpumask *cs_cpus_allowed);
 318 extern int  dl_cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur, const struct cpumask *trial);
 319 extern bool dl_cpu_busy(unsigned int cpu);
 320
 321 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
 322
 323 #include <linux/cgroup.h>
 324 #include <linux/psi.h>
 325
 326 struct cfs_rq;
 327 struct rt_rq;
 328
 329 extern struct list_head task_groups;
 330
 331 struct cfs_bandwidth {
 332 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
 333         raw_spinlock_t          lock;
 334         ktime_t                 period;
 335         u64                     quota;
 336         u64                     runtime;
 337         s64                     hierarchical_quota;
 338
 339         u8                      idle;
 340         u8                      period_active;
 341         u8                      distribute_running;
 342         u8                      slack_started;
 343         struct hrtimer          period_timer;
 344         struct hrtimer          slack_timer;
 345         struct list_head        throttled_cfs_rq;
 346
 347         /* Statistics: */
 348         int                     nr_periods;
 349         int                     nr_throttled;
 350         u64                     throttled_time;
 351 #endif
 352 };
 353
 354 /* Task group related information */
 355 struct task_group {
 356         struct cgroup_subsys_state css;
 357
 358 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 359         /* schedulable entities of this group on each CPU */
 360         struct sched_entity     **se;
 361         /* runqueue "owned" by this group on each CPU */
 362         struct cfs_rq           **cfs_rq;
 363         unsigned long           shares;
 364
 365 #ifdef  CONFIG_SMP
 366         /*
 367          * load_avg can be heavily contended at clock tick time, so put
 368          * it in its own cacheline separated from the fields above which
 369          * will also be accessed at each tick.
 370          */
 371         atomic_long_t           load_avg ____cacheline_aligned;
 372 #endif
 373 #endif
 374
 375 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 376         struct sched_rt_entity  **rt_se;
 377         struct rt_rq            **rt_rq;
 378
 379         struct rt_bandwidth     rt_bandwidth;
 380 #endif
 381
 382         struct rcu_head         rcu;
 383         struct list_head        list;
 384
 385         struct task_group       *parent;
 386         struct list_head        siblings;
 387         struct list_head        children;
 388
 389 #ifdef CONFIG_SCHED_AUTOGROUP
 390         struct autogroup        *autogroup;
 391 #endif
 392
 393         struct cfs_bandwidth    cfs_bandwidth;
 394 };
 395
 396 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 397 #define ROOT_TASK_GROUP_LOAD    NICE_0_LOAD
 398
 399 /*
 400  * A weight of 0 or 1 can cause arithmetics problems.
 401  * A weight of a cfs_rq is the sum of weights of which entities
 402  * are queued on this cfs_rq, so a weight of a entity should not be
 403  * too large, so as the shares value of a task group.
 404  * (The default weight is 1024 - so there's no practical
 405  *  limitation from this.)
 406  */
 407 #define MIN_SHARES              (1UL <<  1)
 408 #define MAX_SHARES              (1UL << 18)
 409 #endif
 410
 411 typedef int (*tg_visitor)(struct task_group *, void *);
 412
 413 extern int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
 414                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data);
 415
 416 /*
 417  * Iterate the full tree, calling @down when first entering a node and @up when
 418  * leaving it for the final time.
 419  *
 420  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
 421  */
 422 static inline int walk_tg_tree(tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
 423 {
 424         return walk_tg_tree_from(&root_task_group, down, up, data);
 425 }
 426
 427 extern int tg_nop(struct task_group *tg, void *data);
 428
 429 extern void free_fair_sched_group(struct task_group *tg);
 430 extern int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 431 extern void online_fair_sched_group(struct task_group *tg);
 432 extern void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg);
 433 extern void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
 434                         struct sched_entity *se, int cpu,
 435                         struct sched_entity *parent);
 436 extern void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 437
 438 extern void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 439 extern void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b);
 440 extern void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
 441
 442 extern void free_rt_sched_group(struct task_group *tg);
 443 extern int alloc_rt_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent);
 444 extern void init_tg_rt_entry(struct task_group *tg, struct rt_rq *rt_rq,
 445                 struct sched_rt_entity *rt_se, int cpu,
 446                 struct sched_rt_entity *parent);
 447 extern int sched_group_set_rt_runtime(struct task_group *tg, long rt_runtime_us);
 448 extern int sched_group_set_rt_period(struct task_group *tg, u64 rt_period_us);
 449 extern long sched_group_rt_runtime(struct task_group *tg);
 450 extern long sched_group_rt_period(struct task_group *tg);
 451 extern int sched_rt_can_attach(struct task_group *tg, struct task_struct *tsk);
 452
 453 extern struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent);
 454 extern void sched_online_group(struct task_group *tg,
 455                                struct task_group *parent);
 456 extern void sched_destroy_group(struct task_group *tg);
 457 extern void sched_offline_group(struct task_group *tg);
 458
 459 extern void sched_move_task(struct task_struct *tsk);
 460
 461 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 462 extern int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares);
 463
 464 #ifdef CONFIG_SMP
 465 extern void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
 466                              struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next);
 467 #else /* !CONFIG_SMP */
 468 static inline void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
 469                              struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next) { }
 470 #endif /* CONFIG_SMP */
 471 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 472
 473 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 474
 475 struct cfs_bandwidth { };
 476
 477 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
 478
 479 /* CFS-related fields in a runqueue */
 480 struct cfs_rq {
 481         struct load_weight      load;
 482         unsigned long           runnable_weight;
 483         unsigned int            nr_running;
 484         unsigned int            h_nr_running;      /* SCHED_{NORMAL,BATCH,IDLE} */
 485         unsigned int            idle_h_nr_running; /* SCHED_IDLE */
 486
 487         u64                     exec_clock;
 488         u64                     min_vruntime;
 489 #ifndef CONFIG_64BIT
 490         u64                     min_vruntime_copy;
 491 #endif
 492
 493         struct rb_root_cached   tasks_timeline;
 494
 495         /*
 496          * 'curr' points to currently running entity on this cfs_rq.
 497          * It is set to NULL otherwise (i.e when none are currently running).
 498          */
 499         struct sched_entity     *curr;
 500         struct sched_entity     *next;
 501         struct sched_entity     *last;
 502         struct sched_entity     *skip;
 503
 504 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
 505         unsigned int            nr_spread_over;
 506 #endif
 507
 508 #ifdef CONFIG_SMP
 509         /*
 510          * CFS load tracking
 511          */
 512         struct sched_avg        avg;
 513 #ifndef CONFIG_64BIT
 514         u64                     load_last_update_time_copy;
 515 #endif
 516         struct {
 517                 raw_spinlock_t  lock ____cacheline_aligned;
 518                 int             nr;
 519                 unsigned long   load_avg;
 520                 unsigned long   util_avg;
 521                 unsigned long   runnable_sum;
 522         } removed;
 523
 524 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 525         unsigned long           tg_load_avg_contrib;
 526         long                    propagate;
 527         long                    prop_runnable_sum;
 528
 529         /*
 530          *   h_load = weight * f(tg)
 531          *
 532          * Where f(tg) is the recursive weight fraction assigned to
 533          * this group.
 534          */
 535         unsigned long           h_load;
 536         u64                     last_h_load_update;
 537         struct sched_entity     *h_load_next;
 538 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 539 #endif /* CONFIG_SMP */
 540
 541 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 542         struct rq               *rq;    /* CPU runqueue to which this cfs_rq is attached */
 543
 544         /*
 545          * leaf cfs_rqs are those that hold tasks (lowest schedulable entity in
 546          * a hierarchy). Non-leaf lrqs hold other higher schedulable entities
 547          * (like users, containers etc.)
 548          *
 549          * leaf_cfs_rq_list ties together list of leaf cfs_rq's in a CPU.
 550          * This list is used during load balance.
 551          */
 552         int                     on_list;
 553         struct list_head        leaf_cfs_rq_list;
 554         struct task_group       *tg;    /* group that "owns" this runqueue */
 555
 556 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
 557         int                     runtime_enabled;
 558         s64                     runtime_remaining;
 559
 560         u64                     throttled_clock;
 561         u64                     throttled_clock_task;
 562         u64                     throttled_clock_task_time;
 563         int                     throttled;
 564         int                     throttle_count;
 565         struct list_head        throttled_list;
 566 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
 567 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 568 };
 569
 570 static inline int rt_bandwidth_enabled(void)
 571 {
 572         return sysctl_sched_rt_runtime >= 0;
 573 }
 574
 575 /* RT IPI pull logic requires IRQ_WORK */
 576 #if defined(CONFIG_IRQ_WORK) && defined(CONFIG_SMP)
 577 # define HAVE_RT_PUSH_IPI
 578 #endif
 579
 580 /* Real-Time classes' related field in a runqueue: */
 581 struct rt_rq {
 582         struct rt_prio_array    active;
 583         unsigned int            rt_nr_running;
 584         unsigned int            rr_nr_running;
 585 #if defined CONFIG_SMP || defined CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 586         struct {
 587                 int             curr; /* highest queued rt task prio */
 588 #ifdef CONFIG_SMP
 589                 int             next; /* next highest */
 590 #endif
 591         } highest_prio;
 592 #endif
 593 #ifdef CONFIG_SMP
 594         unsigned long           rt_nr_migratory;
 595         unsigned long           rt_nr_total;
 596         int                     overloaded;
 597         struct plist_head       pushable_tasks;
 598
 599 #endif /* CONFIG_SMP */
 600         int                     rt_queued;
 601
 602         int                     rt_throttled;
 603         u64                     rt_time;
 604         u64                     rt_runtime;
 605         /* Nests inside the rq lock: */
 606         raw_spinlock_t          rt_runtime_lock;
 607
 608 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
 609         unsigned long           rt_nr_boosted;
 610
 611         struct rq               *rq;
 612         struct task_group       *tg;
 613 #endif
 614 };
 615
 616 static inline bool rt_rq_is_runnable(struct rt_rq *rt_rq)
 617 {
 618         return rt_rq->rt_queued && rt_rq->rt_nr_running;
 619 }
 620
 621 /* Deadline class' related fields in a runqueue */
 622 struct dl_rq {
 623         /* runqueue is an rbtree, ordered by deadline */
 624         struct rb_root_cached   root;
 625
 626         unsigned long           dl_nr_running;
 627
 628 #ifdef CONFIG_SMP
 629         /*
 630          * Deadline values of the currently executing and the
 631          * earliest ready task on this rq. Caching these facilitates
 632          * the decision whether or not a ready but not running task
 633          * should migrate somewhere else.
 634          */
 635         struct {
 636                 u64             curr;
 637                 u64             next;
 638         } earliest_dl;
 639
 640         unsigned long           dl_nr_migratory;
 641         int                     overloaded;
 642
 643         /*
 644          * Tasks on this rq that can be pushed away. They are kept in
 645          * an rb-tree, ordered by tasks' deadlines, with caching
 646          * of the leftmost (earliest deadline) element.
 647          */
 648         struct rb_root_cached   pushable_dl_tasks_root;
 649 #else
 650         struct dl_bw            dl_bw;
 651 #endif
 652         /*
 653          * "Active utilization" for this runqueue: increased when a
 654          * task wakes up (becomes TASK_RUNNING) and decreased when a
 655          * task blocks
 656          */
 657         u64                     running_bw;
 658
 659         /*
 660          * Utilization of the tasks "assigned" to this runqueue (including
 661          * the tasks that are in runqueue and the tasks that executed on this
 662          * CPU and blocked). Increased when a task moves to this runqueue, and
 663          * decreased when the task moves away (migrates, changes scheduling
 664          * policy, or terminates).
 665          * This is needed to compute the "inactive utilization" for the
 666          * runqueue (inactive utilization = this_bw - running_bw).
 667          */
 668         u64                     this_bw;
 669         u64                     extra_bw;
 670
 671         /*
 672          * Inverse of the fraction of CPU utilization that can be reclaimed
 673          * by the GRUB algorithm.
 674          */
 675         u64                     bw_ratio;
 676 };
 677
 678 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 679 /* An entity is a task if it doesn't "own" a runqueue */
 680 #define entity_is_task(se)      (!se->my_q)
 681 #else
 682 #define entity_is_task(se)      1
 683 #endif
 684
 685 #ifdef CONFIG_SMP
 686 /*
 687  * XXX we want to get rid of these helpers and use the full load resolution.
 688  */
 689 static inline long se_weight(struct sched_entity *se)
 690 {
 691         return scale_load_down(se->load.weight);
 692 }
 693
 694 static inline long se_runnable(struct sched_entity *se)
 695 {
 696         return scale_load_down(se->runnable_weight);
 697 }
 698
 699 static inline bool sched_asym_prefer(int a, int b)
 700 {
 701         return arch_asym_cpu_priority(a) > arch_asym_cpu_priority(b);
 702 }
 703
 704 struct perf_domain {
 705         struct em_perf_domain *em_pd;
 706         struct perf_domain *next;
 707         struct rcu_head rcu;
 708 };
 709
 710 /* Scheduling group status flags */
 711 #define SG_OVERLOAD             0x1 /* More than one runnable task on a CPU. */
 712 #define SG_OVERUTILIZED         0x2 /* One or more CPUs are over-utilized. */
 713
 714 /*
 715  * We add the notion of a root-domain which will be used to define per-domain
 716  * variables. Each exclusive cpuset essentially defines an island domain by
 717  * fully partitioning the member CPUs from any other cpuset. Whenever a new
 718  * exclusive cpuset is created, we also create and attach a new root-domain
 719  * object.
 720  *
 721  */
 722 struct root_domain {
 723         atomic_t                refcount;
 724         atomic_t                rto_count;
 725         struct rcu_head         rcu;
 726         cpumask_var_t           span;
 727         cpumask_var_t           online;
 728
 729         /*
 730          * Indicate pullable load on at least one CPU, e.g:
 731          * - More than one runnable task
 732          * - Running task is misfit
 733          */
 734         int                     overload;
 735
 736         /* Indicate one or more cpus over-utilized (tipping point) */
 737         int                     overutilized;
 738
 739         /*
 740          * The bit corresponding to a CPU gets set here if such CPU has more
 741          * than one runnable -deadline task (as it is below for RT tasks).
 742          */
 743         cpumask_var_t           dlo_mask;
 744         atomic_t                dlo_count;
 745         struct dl_bw            dl_bw;
 746         struct cpudl            cpudl;
 747
 748 #ifdef HAVE_RT_PUSH_IPI
 749         /*
 750          * For IPI pull requests, loop across the rto_mask.
 751          */
 752         struct irq_work         rto_push_work;
 753         raw_spinlock_t          rto_lock;
 754         /* These are only updated and read within rto_lock */
 755         int                     rto_loop;
 756         int                     rto_cpu;
 757         /* These atomics are updated outside of a lock */
 758         atomic_t                rto_loop_next;
 759         atomic_t                rto_loop_start;
 760 #endif
 761         /*
 762          * The "RT overload" flag: it gets set if a CPU has more than
 763          * one runnable RT task.
 764          */
 765         cpumask_var_t           rto_mask;
 766         struct cpupri           cpupri;
 767
 768         unsigned long           max_cpu_capacity;
 769
 770         /*
 771          * NULL-terminated list of performance domains intersecting with the
 772          * CPUs of the rd. Protected by RCU.
 773          */
 774         struct perf_domain __rcu *pd;
 775 };
 776
 777 extern void init_defrootdomain(void);
 778 extern int sched_init_domains(const struct cpumask *cpu_map);
 779 extern void rq_attach_root(struct rq *rq, struct root_domain *rd);
 780 extern void sched_get_rd(struct root_domain *rd);
 781 extern void sched_put_rd(struct root_domain *rd);
 782
 783 #ifdef HAVE_RT_PUSH_IPI
 784 extern void rto_push_irq_work_func(struct irq_work *work);
 785 #endif
 786 #endif /* CONFIG_SMP */
 787
 788 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
 789 /*
 790  * struct uclamp_bucket - Utilization clamp bucket
 791  * @value: utilization clamp value for tasks on this clamp bucket
 792  * @tasks: number of RUNNABLE tasks on this clamp bucket
 793  *
 794  * Keep track of how many tasks are RUNNABLE for a given utilization
 795  * clamp value.
 796  */
 797 struct uclamp_bucket {
 798         unsigned long value : bits_per(SCHED_CAPACITY_SCALE);
 799         unsigned long tasks : BITS_PER_LONG - bits_per(SCHED_CAPACITY_SCALE);
 800 };
 801
 802 /*
 803  * struct uclamp_rq - rq's utilization clamp
 804  * @value: currently active clamp values for a rq
 805  * @bucket: utilization clamp buckets affecting a rq
 806  *
 807  * Keep track of RUNNABLE tasks on a rq to aggregate their clamp values.
 808  * A clamp value is affecting a rq when there is at least one task RUNNABLE
 809  * (or actually running) with that value.
 810  *
 811  * There are up to UCLAMP_CNT possible different clamp values, currently there
 812  * are only two: minimum utilization and maximum utilization.
 813  *
 814  * All utilization clamping values are MAX aggregated, since:
 815  * - for util_min: we want to run the CPU at least at the max of the minimum
 816  *   utilization required by its currently RUNNABLE tasks.
 817  * - for util_max: we want to allow the CPU to run up to the max of the
 818  *   maximum utilization allowed by its currently RUNNABLE tasks.
 819  *
 820  * Since on each system we expect only a limited number of different
 821  * utilization clamp values (UCLAMP_BUCKETS), use a simple array to track
 822  * the metrics required to compute all the per-rq utilization clamp values.
 823  */
 824 struct uclamp_rq {
 825         unsigned int value;
 826         struct uclamp_bucket bucket[UCLAMP_BUCKETS];
 827 };
 828 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
 829
 830 /*
 831  * This is the main, per-CPU runqueue data structure.
 832  *
 833  * Locking rule: those places that want to lock multiple runqueues
 834  * (such as the load balancing or the thread migration code), lock
 835  * acquire operations must be ordered by ascending &runqueue.
 836  */
 837 struct rq {
 838         /* runqueue lock: */
 839         raw_spinlock_t          lock;
 840
 841         /*
 842          * nr_running and cpu_load should be in the same cacheline because
 843          * remote CPUs use both these fields when doing load calculation.
 844          */
 845         unsigned int            nr_running;
 846 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
 847         unsigned int            nr_numa_running;
 848         unsigned int            nr_preferred_running;
 849         unsigned int            numa_migrate_on;
 850 #endif
 851 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
 852 #ifdef CONFIG_SMP
 853         unsigned long           last_load_update_tick;
 854         unsigned long           last_blocked_load_update_tick;
 855         unsigned int            has_blocked_load;
 856 #endif /* CONFIG_SMP */
 857         unsigned int            nohz_tick_stopped;
 858         atomic_t nohz_flags;
 859 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
 860
 861         unsigned long           nr_load_updates;
 862         u64                     nr_switches;
 863
 864 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
 865         /* Utilization clamp values based on CPU's RUNNABLE tasks */
 866         struct uclamp_rq        uclamp[UCLAMP_CNT] ____cacheline_aligned;
 867         unsigned int            uclamp_flags;
 868 #define UCLAMP_FLAG_IDLE 0x01
 869 #endif
 870
 871         struct cfs_rq           cfs;
 872         struct rt_rq            rt;
 873         struct dl_rq            dl;
 874
 875 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 876         /* list of leaf cfs_rq on this CPU: */
 877         struct list_head        leaf_cfs_rq_list;
 878         struct list_head        *tmp_alone_branch;
 879 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
 880
 881         /*
 882          * This is part of a global counter where only the total sum
 883          * over all CPUs matters. A task can increase this counter on
 884          * one CPU and if it got migrated afterwards it may decrease
 885          * it on another CPU. Always updated under the runqueue lock:
 886          */
 887         unsigned long           nr_uninterruptible;
 888
 889         struct task_struct      *curr;
 890         struct task_struct      *idle;
 891         struct task_struct      *stop;
 892         unsigned long           next_balance;
 893         struct mm_struct        *prev_mm;
 894
 895         unsigned int            clock_update_flags;
 896         u64                     clock;
 897         /* Ensure that all clocks are in the same cache line */
 898         u64                     clock_task ____cacheline_aligned;
 899         u64                     clock_pelt;
 900         unsigned long           lost_idle_time;
 901
 902         atomic_t                nr_iowait;
 903
 904 #ifdef CONFIG_SMP
 905         struct root_domain              *rd;
 906         struct sched_domain __rcu       *sd;
 907
 908         unsigned long           cpu_capacity;
 909         unsigned long           cpu_capacity_orig;
 910
 911         struct callback_head    *balance_callback;
 912
 913         unsigned char           idle_balance;
 914
 915         unsigned long           misfit_task_load;
 916
 917         /* For active balancing */
 918         int                     active_balance;
 919         int                     push_cpu;
 920         struct cpu_stop_work    active_balance_work;
 921
 922         /* CPU of this runqueue: */
 923         int                     cpu;
 924         int                     online;
 925
 926         struct list_head cfs_tasks;
 927
 928         struct sched_avg        avg_rt;
 929         struct sched_avg        avg_dl;
 930 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
 931         struct sched_avg        avg_irq;
 932 #endif
 933         u64                     idle_stamp;
 934         u64                     avg_idle;
 935
 936         /* This is used to determine avg_idle's max value */
 937         u64                     max_idle_balance_cost;
 938 #endif
 939
 940 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
 941         u64                     prev_irq_time;
 942 #endif
 943 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 944         u64                     prev_steal_time;
 945 #endif
 946 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
 947         u64                     prev_steal_time_rq;
 948 #endif
 949
 950         /* calc_load related fields */
 951         unsigned long           calc_load_update;
 952         long                    calc_load_active;
 953
 954 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
 955 #ifdef CONFIG_SMP
 956         int                     hrtick_csd_pending;
 957         call_single_data_t      hrtick_csd;
 958 #endif
 959         struct hrtimer          hrtick_timer;
 960 #endif
 961
 962 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
 963         /* latency stats */
 964         struct sched_info       rq_sched_info;
 965         unsigned long long      rq_cpu_time;
 966         /* could above be rq->cfs_rq.exec_clock + rq->rt_rq.rt_runtime ? */
 967
 968         /* sys_sched_yield() stats */
 969         unsigned int            yld_count;
 970
 971         /* schedule() stats */
 972         unsigned int            sched_count;
 973         unsigned int            sched_goidle;
 974
 975         /* try_to_wake_up() stats */
 976         unsigned int            ttwu_count;
 977         unsigned int            ttwu_local;
 978 #endif
 979
 980 #ifdef CONFIG_SMP
 981         struct llist_head       wake_list;
 982 #endif
 983
 984 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
 985         /* Must be inspected within a rcu lock section */
 986         struct cpuidle_state    *idle_state;
 987 #endif
 988 };
 989
 990 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
 991
 992 /* CPU runqueue to which this cfs_rq is attached */
 993 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
 994 {
 995         return cfs_rq->rq;
 996 }
 997
 998 #else
 999
1000 static inline struct rq *rq_of(struct cfs_rq *cfs_rq)
1001 {
1002         return container_of(cfs_rq, struct rq, cfs);
1003 }
1004 #endif
1005
1006 static inline int cpu_of(struct rq *rq)
1007 {
1008 #ifdef CONFIG_SMP
1009         return rq->cpu;
1010 #else
1011         return 0;
1012 #endif
1013 }
1014
1015
1016 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1017 extern void __update_idle_core(struct rq *rq);
1018
1019 static inline void update_idle_core(struct rq *rq)
1020 {
1021         if (static_branch_unlikely(&sched_smt_present))
1022                 __update_idle_core(rq);
1023 }
1024
1025 #else
1026 static inline void update_idle_core(struct rq *rq) { }
1027 #endif
1028
1029 DECLARE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
1030
1031 #define cpu_rq(cpu)             (&per_cpu(runqueues, (cpu)))
1032 #define this_rq()               this_cpu_ptr(&runqueues)
1033 #define task_rq(p)              cpu_rq(task_cpu(p))
1034 #define cpu_curr(cpu)           (cpu_rq(cpu)->curr)
1035 #define raw_rq()                raw_cpu_ptr(&runqueues)
1036
1037 extern void update_rq_clock(struct rq *rq);
1038
1039 static inline u64 __rq_clock_broken(struct rq *rq)
1040 {
1041         return READ_ONCE(rq->clock);
1042 }
1043
1044 /*
1045  * rq::clock_update_flags bits
1046  *
1047  * %RQCF_REQ_SKIP - will request skipping of clock update on the next
1048  *  call to __schedule(). This is an optimisation to avoid
1049  *  neighbouring rq clock updates.
1050  *
1051  * %RQCF_ACT_SKIP - is set from inside of __schedule() when skipping is
1052  *  in effect and calls to update_rq_clock() are being ignored.
1053  *
1054  * %RQCF_UPDATED - is a debug flag that indicates whether a call has been
1055  *  made to update_rq_clock() since the last time rq::lock was pinned.
1056  *
1057  * If inside of __schedule(), clock_update_flags will have been
1058  * shifted left (a left shift is a cheap operation for the fast path
1059  * to promote %RQCF_REQ_SKIP to %RQCF_ACT_SKIP), so you must use,
1060  *
1061  *      if (rq-clock_update_flags >= RQCF_UPDATED)
1062  *
1063  * to check if %RQCF_UPADTED is set. It'll never be shifted more than
1064  * one position though, because the next rq_unpin_lock() will shift it
1065  * back.
1066  */
1067 #define RQCF_REQ_SKIP           0x01
1068 #define RQCF_ACT_SKIP           0x02
1069 #define RQCF_UPDATED            0x04
1070
1071 static inline void assert_clock_updated(struct rq *rq)
1072 {
1073         /*
1074          * The only reason for not seeing a clock update since the
1075          * last rq_pin_lock() is if we're currently skipping updates.
1076          */
1077         SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags < RQCF_ACT_SKIP);
1078 }
1079
1080 static inline u64 rq_clock(struct rq *rq)
1081 {
1082         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1083         assert_clock_updated(rq);
1084
1085         return rq->clock;
1086 }
1087
1088 static inline u64 rq_clock_task(struct rq *rq)
1089 {
1090         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1091         assert_clock_updated(rq);
1092
1093         return rq->clock_task;
1094 }
1095
1096 static inline void rq_clock_skip_update(struct rq *rq)
1097 {
1098         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1099         rq->clock_update_flags |= RQCF_REQ_SKIP;
1100 }
1101
1102 /*
1103  * See rt task throttling, which is the only time a skip
1104  * request is cancelled.
1105  */
1106 static inline void rq_clock_cancel_skipupdate(struct rq *rq)
1107 {
1108         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1109         rq->clock_update_flags &= ~RQCF_REQ_SKIP;
1110 }
1111
1112 struct rq_flags {
1113         unsigned long flags;
1114         struct pin_cookie cookie;
1115 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1116         /*
1117          * A copy of (rq::clock_update_flags & RQCF_UPDATED) for the
1118          * current pin context is stashed here in case it needs to be
1119          * restored in rq_repin_lock().
1120          */
1121         unsigned int clock_update_flags;
1122 #endif
1123 };
1124
1125 static inline void rq_pin_lock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1126 {
1127         rf->cookie = lockdep_pin_lock(&rq->lock);
1128
1129 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1130         rq->clock_update_flags &= (RQCF_REQ_SKIP|RQCF_ACT_SKIP);
1131         rf->clock_update_flags = 0;
1132 #endif
1133 }
1134
1135 static inline void rq_unpin_lock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1136 {
1137 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1138         if (rq->clock_update_flags > RQCF_ACT_SKIP)
1139                 rf->clock_update_flags = RQCF_UPDATED;
1140 #endif
1141
1142         lockdep_unpin_lock(&rq->lock, rf->cookie);
1143 }
1144
1145 static inline void rq_repin_lock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1146 {
1147         lockdep_repin_lock(&rq->lock, rf->cookie);
1148
1149 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1150         /*
1151          * Restore the value we stashed in @rf for this pin context.
1152          */
1153         rq->clock_update_flags |= rf->clock_update_flags;
1154 #endif
1155 }
1156
1157 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1158         __acquires(rq->lock);
1159
1160 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1161         __acquires(p->pi_lock)
1162         __acquires(rq->lock);
1163
1164 static inline void __task_rq_unlock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1165         __releases(rq->lock)
1166 {
1167         rq_unpin_lock(rq, rf);
1168         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1169 }
1170
1171 static inline void
1172 task_rq_unlock(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
1173         __releases(rq->lock)
1174         __releases(p->pi_lock)
1175 {
1176         rq_unpin_lock(rq, rf);
1177         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1178         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
1179 }
1180
1181 static inline void
1182 rq_lock_irqsave(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1183         __acquires(rq->lock)
1184 {
1185         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, rf->flags);
1186         rq_pin_lock(rq, rf);
1187 }
1188
1189 static inline void
1190 rq_lock_irq(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1191         __acquires(rq->lock)
1192 {
1193         raw_spin_lock_irq(&rq->lock);
1194         rq_pin_lock(rq, rf);
1195 }
1196
1197 static inline void
1198 rq_lock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1199         __acquires(rq->lock)
1200 {
1201         raw_spin_lock(&rq->lock);
1202         rq_pin_lock(rq, rf);
1203 }
1204
1205 static inline void
1206 rq_relock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1207         __acquires(rq->lock)
1208 {
1209         raw_spin_lock(&rq->lock);
1210         rq_repin_lock(rq, rf);
1211 }
1212
1213 static inline void
1214 rq_unlock_irqrestore(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1215         __releases(rq->lock)
1216 {
1217         rq_unpin_lock(rq, rf);
1218         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, rf->flags);
1219 }
1220
1221 static inline void
1222 rq_unlock_irq(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1223         __releases(rq->lock)
1224 {
1225         rq_unpin_lock(rq, rf);
1226         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
1227 }
1228
1229 static inline void
1230 rq_unlock(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
1231         __releases(rq->lock)
1232 {
1233         rq_unpin_lock(rq, rf);
1234         raw_spin_unlock(&rq->lock);
1235 }
1236
1237 static inline struct rq *
1238 this_rq_lock_irq(struct rq_flags *rf)
1239         __acquires(rq->lock)
1240 {
1241         struct rq *rq;
1242
1243         local_irq_disable();
1244         rq = this_rq();
1245         rq_lock(rq, rf);
1246         return rq;
1247 }
1248
1249 #ifdef CONFIG_NUMA
1250 enum numa_topology_type {
1251         NUMA_DIRECT,
1252         NUMA_GLUELESS_MESH,
1253         NUMA_BACKPLANE,
1254 };
1255 extern enum numa_topology_type sched_numa_topology_type;
1256 extern int sched_max_numa_distance;
1257 extern bool find_numa_distance(int distance);
1258 extern void sched_init_numa(void);
1259 extern void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu);
1260 extern void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu);
1261 extern int sched_numa_find_closest(const struct cpumask *cpus, int cpu);
1262 #else
1263 static inline void sched_init_numa(void) { }
1264 static inline void sched_domains_numa_masks_set(unsigned int cpu) { }
1265 static inline void sched_domains_numa_masks_clear(unsigned int cpu) { }
1266 static inline int sched_numa_find_closest(const struct cpumask *cpus, int cpu)
1267 {
1268         return nr_cpu_ids;
1269 }
1270 #endif
1271
1272 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1273 /* The regions in numa_faults array from task_struct */
1274 enum numa_faults_stats {
1275         NUMA_MEM = 0,
1276         NUMA_CPU,
1277         NUMA_MEMBUF,
1278         NUMA_CPUBUF
1279 };
1280 extern void sched_setnuma(struct task_struct *p, int node);
1281 extern int migrate_task_to(struct task_struct *p, int cpu);
1282 extern int migrate_swap(struct task_struct *p, struct task_struct *t,
1283                         int cpu, int scpu);
1284 extern void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p);
1285 #else
1286 static inline void
1287 init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
1288 {
1289 }
1290 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1291
1292 #ifdef CONFIG_SMP
1293
1294 static inline void
1295 queue_balance_callback(struct rq *rq,
1296                        struct callback_head *head,
1297                        void (*func)(struct rq *rq))
1298 {
1299         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1300
1301         if (unlikely(head->next))
1302                 return;
1303
1304         head->func = (void (*)(struct callback_head *))func;
1305         head->next = rq->balance_callback;
1306         rq->balance_callback = head;
1307 }
1308
1309 extern void sched_ttwu_pending(void);
1310
1311 #define rcu_dereference_check_sched_domain(p) \
1312         rcu_dereference_check((p), \
1313                               lockdep_is_held(&sched_domains_mutex))
1314
1315 /*
1316  * The domain tree (rq->sd) is protected by RCU's quiescent state transition.
1317  * See destroy_sched_domains: call_rcu for details.
1318  *
1319  * The domain tree of any CPU may only be accessed from within
1320  * preempt-disabled sections.
1321  */
1322 #define for_each_domain(cpu, __sd) \
1323         for (__sd = rcu_dereference_check_sched_domain(cpu_rq(cpu)->sd); \
1324                         __sd; __sd = __sd->parent)
1325
1326 #define for_each_lower_domain(sd) for (; sd; sd = sd->child)
1327
1328 /**
1329  * highest_flag_domain - Return highest sched_domain containing flag.
1330  * @cpu:        The CPU whose highest level of sched domain is to
1331  *              be returned.
1332  * @flag:       The flag to check for the highest sched_domain
1333  *              for the given CPU.
1334  *
1335  * Returns the highest sched_domain of a CPU which contains the given flag.
1336  */
1337 static inline struct sched_domain *highest_flag_domain(int cpu, int flag)
1338 {
1339         struct sched_domain *sd, *hsd = NULL;
1340
1341         for_each_domain(cpu, sd) {
1342                 if (!(sd->flags & flag))
1343                         break;
1344                 hsd = sd;
1345         }
1346
1347         return hsd;
1348 }
1349
1350 static inline struct sched_domain *lowest_flag_domain(int cpu, int flag)
1351 {
1352         struct sched_domain *sd;
1353
1354         for_each_domain(cpu, sd) {
1355                 if (sd->flags & flag)
1356                         break;
1357         }
1358
1359         return sd;
1360 }
1361
1362 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain __rcu *, sd_llc);
1363 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_size);
1364 DECLARE_PER_CPU(int, sd_llc_id);
1365 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain_shared __rcu *, sd_llc_shared);
1366 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain __rcu *, sd_numa);
1367 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain __rcu *, sd_asym_packing);
1368 DECLARE_PER_CPU(struct sched_domain __rcu *, sd_asym_cpucapacity);
1369 extern struct static_key_false sched_asym_cpucapacity;
1370
1371 struct sched_group_capacity {
1372         atomic_t                ref;
1373         /*
1374          * CPU capacity of this group, SCHED_CAPACITY_SCALE being max capacity
1375          * for a single CPU.
1376          */
1377         unsigned long           capacity;
1378         unsigned long           min_capacity;           /* Min per-CPU capacity in group */
1379         unsigned long           max_capacity;           /* Max per-CPU capacity in group */
1380         unsigned long           next_update;
1381         int                     imbalance;              /* XXX unrelated to capacity but shared group state */
1382
1383 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1384         int                     id;
1385 #endif
1386
1387         unsigned long           cpumask[0];             /* Balance mask */
1388 };
1389
1390 struct sched_group {
1391         struct sched_group      *next;                  /* Must be a circular list */
1392         atomic_t                ref;
1393
1394         unsigned int            group_weight;
1395         struct sched_group_capacity *sgc;
1396         int                     asym_prefer_cpu;        /* CPU of highest priority in group */
1397
1398         /*
1399          * The CPUs this group covers.
1400          *
1401          * NOTE: this field is variable length. (Allocated dynamically
1402          * by attaching extra space to the end of the structure,
1403          * depending on how many CPUs the kernel has booted up with)
1404          */
1405         unsigned long           cpumask[0];
1406 };
1407
1408 static inline struct cpumask *sched_group_span(struct sched_group *sg)
1409 {
1410         return to_cpumask(sg->cpumask);
1411 }
1412
1413 /*
1414  * See build_balance_mask().
1415  */
1416 static inline struct cpumask *group_balance_mask(struct sched_group *sg)
1417 {
1418         return to_cpumask(sg->sgc->cpumask);
1419 }
1420
1421 /**
1422  * group_first_cpu - Returns the first CPU in the cpumask of a sched_group.
1423  * @group: The group whose first CPU is to be returned.
1424  */
1425 static inline unsigned int group_first_cpu(struct sched_group *group)
1426 {
1427         return cpumask_first(sched_group_span(group));
1428 }
1429
1430 extern int group_balance_cpu(struct sched_group *sg);
1431
1432 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_SYSCTL)
1433 void register_sched_domain_sysctl(void);
1434 void dirty_sched_domain_sysctl(int cpu);
1435 void unregister_sched_domain_sysctl(void);
1436 #else
1437 static inline void register_sched_domain_sysctl(void)
1438 {
1439 }
1440 static inline void dirty_sched_domain_sysctl(int cpu)
1441 {
1442 }
1443 static inline void unregister_sched_domain_sysctl(void)
1444 {
1445 }
1446 #endif
1447
1448 #else
1449
1450 static inline void sched_ttwu_pending(void) { }
1451
1452 #endif /* CONFIG_SMP */
1453
1454 #include "stats.h"
1455 #include "autogroup.h"
1456
1457 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
1458
1459 /*
1460  * Return the group to which this tasks belongs.
1461  *
1462  * We cannot use task_css() and friends because the cgroup subsystem
1463  * changes that value before the cgroup_subsys::attach() method is called,
1464  * therefore we cannot pin it and might observe the wrong value.
1465  *
1466  * The same is true for autogroup's p->signal->autogroup->tg, the autogroup
1467  * core changes this before calling sched_move_task().
1468  *
1469  * Instead we use a 'copy' which is updated from sched_move_task() while
1470  * holding both task_struct::pi_lock and rq::lock.
1471  */
1472 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
1473 {
1474         return p->sched_task_group;
1475 }
1476
1477 /* Change a task's cfs_rq and parent entity if it moves across CPUs/groups */
1478 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1479 {
1480 #if defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) || defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED)
1481         struct task_group *tg = task_group(p);
1482 #endif
1483
1484 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1485         set_task_rq_fair(&p->se, p->se.cfs_rq, tg->cfs_rq[cpu]);
1486         p->se.cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
1487         p->se.parent = tg->se[cpu];
1488 #endif
1489
1490 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
1491         p->rt.rt_rq  = tg->rt_rq[cpu];
1492         p->rt.parent = tg->rt_se[cpu];
1493 #endif
1494 }
1495
1496 #else /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
1497
1498 static inline void set_task_rq(struct task_struct *p, unsigned int cpu) { }
1499 static inline struct task_group *task_group(struct task_struct *p)
1500 {
1501         return NULL;
1502 }
1503
1504 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
1505
1506 static inline void __set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int cpu)
1507 {
1508         set_task_rq(p, cpu);
1509 #ifdef CONFIG_SMP
1510         /*
1511          * After ->cpu is set up to a new value, task_rq_lock(p, ...) can be
1512          * successfully executed on another CPU. We must ensure that updates of
1513          * per-task data have been completed by this moment.
1514          */
1515         smp_wmb();
1516 #ifdef CONFIG_THREAD_INFO_IN_TASK
1517         WRITE_ONCE(p->cpu, cpu);
1518 #else
1519         WRITE_ONCE(task_thread_info(p)->cpu, cpu);
1520 #endif
1521         p->wake_cpu = cpu;
1522 #endif
1523 }
1524
1525 /*
1526  * Tunables that become constants when CONFIG_SCHED_DEBUG is off:
1527  */
1528 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1529 # include <linux/static_key.h>
1530 # define const_debug __read_mostly
1531 #else
1532 # define const_debug const
1533 #endif
1534
1535 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
1536         __SCHED_FEAT_##name ,
1537
1538 enum {
1539 #include "features.h"
1540         __SCHED_FEAT_NR,
1541 };
1542
1543 #undef SCHED_FEAT
1544
1545 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_JUMP_LABEL)
1546
1547 /*
1548  * To support run-time toggling of sched features, all the translation units
1549  * (but core.c) reference the sysctl_sched_features defined in core.c.
1550  */
1551 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_features;
1552
1553 #define SCHED_FEAT(name, enabled)                                       \
1554 static __always_inline bool static_branch_##name(struct static_key *key) \
1555 {                                                                       \
1556         return static_key_##enabled(key);                               \
1557 }
1558
1559 #include "features.h"
1560 #undef SCHED_FEAT
1561
1562 extern struct static_key sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_NR];
1563 #define sched_feat(x) (static_branch_##x(&sched_feat_keys[__SCHED_FEAT_##x]))
1564
1565 #else /* !(SCHED_DEBUG && CONFIG_JUMP_LABEL) */
1566
1567 /*
1568  * Each translation unit has its own copy of sysctl_sched_features to allow
1569  * constants propagation at compile time and compiler optimization based on
1570  * features default.
1571  */
1572 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
1573         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
1574 static const_debug __maybe_unused unsigned int sysctl_sched_features =
1575 #include "features.h"
1576         0;
1577 #undef SCHED_FEAT
1578
1579 #define sched_feat(x) !!(sysctl_sched_features & (1UL << __SCHED_FEAT_##x))
1580
1581 #endif /* SCHED_DEBUG && CONFIG_JUMP_LABEL */
1582
1583 extern struct static_key_false sched_numa_balancing;
1584 extern struct static_key_false sched_schedstats;
1585
1586 static inline u64 global_rt_period(void)
1587 {
1588         return (u64)sysctl_sched_rt_period * NSEC_PER_USEC;
1589 }
1590
1591 static inline u64 global_rt_runtime(void)
1592 {
1593         if (sysctl_sched_rt_runtime < 0)
1594                 return RUNTIME_INF;
1595
1596         return (u64)sysctl_sched_rt_runtime * NSEC_PER_USEC;
1597 }
1598
1599 static inline int task_current(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1600 {
1601         return rq->curr == p;
1602 }
1603
1604 static inline int task_running(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1605 {
1606 #ifdef CONFIG_SMP
1607         return p->on_cpu;
1608 #else
1609         return task_current(rq, p);
1610 #endif
1611 }
1612
1613 static inline int task_on_rq_queued(struct task_struct *p)
1614 {
1615         return p->on_rq == TASK_ON_RQ_QUEUED;
1616 }
1617
1618 static inline int task_on_rq_migrating(struct task_struct *p)
1619 {
1620         return READ_ONCE(p->on_rq) == TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1621 }
1622
1623 /*
1624  * wake flags
1625  */
1626 #define WF_SYNC                 0x01            /* Waker goes to sleep after wakeup */
1627 #define WF_FORK                 0x02            /* Child wakeup after fork */
1628 #define WF_MIGRATED             0x4             /* Internal use, task got migrated */
1629
1630 /*
1631  * To aid in avoiding the subversion of "niceness" due to uneven distribution
1632  * of tasks with abnormal "nice" values across CPUs the contribution that
1633  * each task makes to its run queue's load is weighted according to its
1634  * scheduling class and "nice" value. For SCHED_NORMAL tasks this is just a
1635  * scaled version of the new time slice allocation that they receive on time
1636  * slice expiry etc.
1637  */
1638
1639 #define WEIGHT_IDLEPRIO         3
1640 #define WMULT_IDLEPRIO          1431655765
1641
1642 extern const int                sched_prio_to_weight[40];
1643 extern const u32                sched_prio_to_wmult[40];
1644
1645 /*
1646  * {de,en}queue flags:
1647  *
1648  * DEQUEUE_SLEEP  - task is no longer runnable
1649  * ENQUEUE_WAKEUP - task just became runnable
1650  *
1651  * SAVE/RESTORE - an otherwise spurious dequeue/enqueue, done to ensure tasks
1652  *                are in a known state which allows modification. Such pairs
1653  *                should preserve as much state as possible.
1654  *
1655  * MOVE - paired with SAVE/RESTORE, explicitly does not preserve the location
1656  *        in the runqueue.
1657  *
1658  * ENQUEUE_HEAD      - place at front of runqueue (tail if not specified)
1659  * ENQUEUE_REPLENISH - CBS (replenish runtime and postpone deadline)
1660  * ENQUEUE_MIGRATED  - the task was migrated during wakeup
1661  *
1662  */
1663
1664 #define DEQUEUE_SLEEP           0x01
1665 #define DEQUEUE_SAVE            0x02 /* Matches ENQUEUE_RESTORE */
1666 #define DEQUEUE_MOVE            0x04 /* Matches ENQUEUE_MOVE */
1667 #define DEQUEUE_NOCLOCK         0x08 /* Matches ENQUEUE_NOCLOCK */
1668
1669 #define ENQUEUE_WAKEUP          0x01
1670 #define ENQUEUE_RESTORE         0x02
1671 #define ENQUEUE_MOVE            0x04
1672 #define ENQUEUE_NOCLOCK         0x08
1673
1674 #define ENQUEUE_HEAD            0x10
1675 #define ENQUEUE_REPLENISH       0x20
1676 #ifdef CONFIG_SMP
1677 #define ENQUEUE_MIGRATED        0x40
1678 #else
1679 #define ENQUEUE_MIGRATED        0x00
1680 #endif
1681
1682 #define RETRY_TASK              ((void *)-1UL)
1683
1684 struct sched_class {
1685         const struct sched_class *next;
1686
1687 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1688         int uclamp_enabled;
1689 #endif
1690
1691         void (*enqueue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1692         void (*dequeue_task) (struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1693         void (*yield_task)   (struct rq *rq);
1694         bool (*yield_to_task)(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt);
1695
1696         void (*check_preempt_curr)(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1697
1698         /*
1699          * It is the responsibility of the pick_next_task() method that will
1700          * return the next task to call put_prev_task() on the @prev task or
1701          * something equivalent.
1702          *
1703          * May return RETRY_TASK when it finds a higher prio class has runnable
1704          * tasks.
1705          */
1706         struct task_struct * (*pick_next_task)(struct rq *rq,
1707                                                struct task_struct *prev,
1708                                                struct rq_flags *rf);
1709         void (*put_prev_task)(struct rq *rq, struct task_struct *p);
1710         void (*set_next_task)(struct rq *rq, struct task_struct *p);
1711
1712 #ifdef CONFIG_SMP
1713         int  (*select_task_rq)(struct task_struct *p, int task_cpu, int sd_flag, int flags);
1714         void (*migrate_task_rq)(struct task_struct *p, int new_cpu);
1715
1716         void (*task_woken)(struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1717
1718         void (*set_cpus_allowed)(struct task_struct *p,
1719                                  const struct cpumask *newmask);
1720
1721         void (*rq_online)(struct rq *rq);
1722         void (*rq_offline)(struct rq *rq);
1723 #endif
1724
1725         void (*task_tick)(struct rq *rq, struct task_struct *p, int queued);
1726         void (*task_fork)(struct task_struct *p);
1727         void (*task_dead)(struct task_struct *p);
1728
1729         /*
1730          * The switched_from() call is allowed to drop rq->lock, therefore we
1731          * cannot assume the switched_from/switched_to pair is serliazed by
1732          * rq->lock. They are however serialized by p->pi_lock.
1733          */
1734         void (*switched_from)(struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1735         void (*switched_to)  (struct rq *this_rq, struct task_struct *task);
1736         void (*prio_changed) (struct rq *this_rq, struct task_struct *task,
1737                               int oldprio);
1738
1739         unsigned int (*get_rr_interval)(struct rq *rq,
1740                                         struct task_struct *task);
1741
1742         void (*update_curr)(struct rq *rq);
1743
1744 #define TASK_SET_GROUP          0
1745 #define TASK_MOVE_GROUP         1
1746
1747 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
1748         void (*task_change_group)(struct task_struct *p, int type);
1749 #endif
1750 };
1751
1752 static inline void put_prev_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
1753 {
1754         WARN_ON_ONCE(rq->curr != prev);
1755         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev);
1756 }
1757
1758 static inline void set_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *next)
1759 {
1760         WARN_ON_ONCE(rq->curr != next);
1761         next->sched_class->set_next_task(rq, next);
1762 }
1763
1764 #ifdef CONFIG_SMP
1765 #define sched_class_highest (&stop_sched_class)
1766 #else
1767 #define sched_class_highest (&dl_sched_class)
1768 #endif
1769 #define for_each_class(class) \
1770    for (class = sched_class_highest; class; class = class->next)
1771
1772 extern const struct sched_class stop_sched_class;
1773 extern const struct sched_class dl_sched_class;
1774 extern const struct sched_class rt_sched_class;
1775 extern const struct sched_class fair_sched_class;
1776 extern const struct sched_class idle_sched_class;
1777
1778
1779 #ifdef CONFIG_SMP
1780
1781 extern void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu);
1782
1783 extern void trigger_load_balance(struct rq *rq);
1784
1785 extern void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask);
1786
1787 #endif
1788
1789 #ifdef CONFIG_CPU_IDLE
1790 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1791                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1792 {
1793         rq->idle_state = idle_state;
1794 }
1795
1796 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1797 {
1798         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
1799
1800         return rq->idle_state;
1801 }
1802 #else
1803 static inline void idle_set_state(struct rq *rq,
1804                                   struct cpuidle_state *idle_state)
1805 {
1806 }
1807
1808 static inline struct cpuidle_state *idle_get_state(struct rq *rq)
1809 {
1810         return NULL;
1811 }
1812 #endif
1813
1814 extern void schedule_idle(void);
1815
1816 extern void sysrq_sched_debug_show(void);
1817 extern void sched_init_granularity(void);
1818 extern void update_max_interval(void);
1819
1820 extern void init_sched_dl_class(void);
1821 extern void init_sched_rt_class(void);
1822 extern void init_sched_fair_class(void);
1823
1824 extern void reweight_task(struct task_struct *p, int prio);
1825
1826 extern void resched_curr(struct rq *rq);
1827 extern void resched_cpu(int cpu);
1828
1829 extern struct rt_bandwidth def_rt_bandwidth;
1830 extern void init_rt_bandwidth(struct rt_bandwidth *rt_b, u64 period, u64 runtime);
1831
1832 extern struct dl_bandwidth def_dl_bandwidth;
1833 extern void init_dl_bandwidth(struct dl_bandwidth *dl_b, u64 period, u64 runtime);
1834 extern void init_dl_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1835 extern void init_dl_inactive_task_timer(struct sched_dl_entity *dl_se);
1836 extern void init_dl_rq_bw_ratio(struct dl_rq *dl_rq);
1837
1838 #define BW_SHIFT                20
1839 #define BW_UNIT                 (1 << BW_SHIFT)
1840 #define RATIO_SHIFT             8
1841 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime);
1842
1843 extern void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se);
1844 extern void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p);
1845
1846 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1847 extern bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq);
1848 extern int __init sched_tick_offload_init(void);
1849
1850 /*
1851  * Tick may be needed by tasks in the runqueue depending on their policy and
1852  * requirements. If tick is needed, lets send the target an IPI to kick it out of
1853  * nohz mode if necessary.
1854  */
1855 static inline void sched_update_tick_dependency(struct rq *rq)
1856 {
1857         int cpu;
1858
1859         if (!tick_nohz_full_enabled())
1860                 return;
1861
1862         cpu = cpu_of(rq);
1863
1864         if (!tick_nohz_full_cpu(cpu))
1865                 return;
1866
1867         if (sched_can_stop_tick(rq))
1868                 tick_nohz_dep_clear_cpu(cpu, TICK_DEP_BIT_SCHED);
1869         else
1870                 tick_nohz_dep_set_cpu(cpu, TICK_DEP_BIT_SCHED);
1871 }
1872 #else
1873 static inline int sched_tick_offload_init(void) { return 0; }
1874 static inline void sched_update_tick_dependency(struct rq *rq) { }
1875 #endif
1876
1877 static inline void add_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1878 {
1879         unsigned prev_nr = rq->nr_running;
1880
1881         rq->nr_running = prev_nr + count;
1882
1883 #ifdef CONFIG_SMP
1884         if (prev_nr < 2 && rq->nr_running >= 2) {
1885                 if (!READ_ONCE(rq->rd->overload))
1886                         WRITE_ONCE(rq->rd->overload, 1);
1887         }
1888 #endif
1889
1890         sched_update_tick_dependency(rq);
1891 }
1892
1893 static inline void sub_nr_running(struct rq *rq, unsigned count)
1894 {
1895         rq->nr_running -= count;
1896         /* Check if we still need preemption */
1897         sched_update_tick_dependency(rq);
1898 }
1899
1900 extern void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1901 extern void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1902
1903 extern void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags);
1904
1905 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate;
1906 extern const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost;
1907
1908 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
1909
1910 /*
1911  * Use hrtick when:
1912  *  - enabled by features
1913  *  - hrtimer is actually high res
1914  */
1915 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1916 {
1917         if (!sched_feat(HRTICK))
1918                 return 0;
1919         if (!cpu_active(cpu_of(rq)))
1920                 return 0;
1921         return hrtimer_is_hres_active(&rq->hrtick_timer);
1922 }
1923
1924 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay);
1925
1926 #else
1927
1928 static inline int hrtick_enabled(struct rq *rq)
1929 {
1930         return 0;
1931 }
1932
1933 #endif /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
1934
1935 #ifndef arch_scale_freq_capacity
1936 static __always_inline
1937 unsigned long arch_scale_freq_capacity(int cpu)
1938 {
1939         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1940 }
1941 #endif
1942
1943 #ifdef CONFIG_SMP
1944 #ifdef CONFIG_PREEMPT
1945
1946 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2);
1947
1948 /*
1949  * fair double_lock_balance: Safely acquires both rq->locks in a fair
1950  * way at the expense of forcing extra atomic operations in all
1951  * invocations.  This assures that the double_lock is acquired using the
1952  * same underlying policy as the spinlock_t on this architecture, which
1953  * reduces latency compared to the unfair variant below.  However, it
1954  * also adds more overhead and therefore may reduce throughput.
1955  */
1956 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1957         __releases(this_rq->lock)
1958         __acquires(busiest->lock)
1959         __acquires(this_rq->lock)
1960 {
1961         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1962         double_rq_lock(this_rq, busiest);
1963
1964         return 1;
1965 }
1966
1967 #else
1968 /*
1969  * Unfair double_lock_balance: Optimizes throughput at the expense of
1970  * latency by eliminating extra atomic operations when the locks are
1971  * already in proper order on entry.  This favors lower CPU-ids and will
1972  * grant the double lock to lower CPUs over higher ids under contention,
1973  * regardless of entry order into the function.
1974  */
1975 static inline int _double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
1976         __releases(this_rq->lock)
1977         __acquires(busiest->lock)
1978         __acquires(this_rq->lock)
1979 {
1980         int ret = 0;
1981
1982         if (unlikely(!raw_spin_trylock(&busiest->lock))) {
1983                 if (busiest < this_rq) {
1984                         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
1985                         raw_spin_lock(&busiest->lock);
1986                         raw_spin_lock_nested(&this_rq->lock,
1987                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1988                         ret = 1;
1989                 } else
1990                         raw_spin_lock_nested(&busiest->lock,
1991                                               SINGLE_DEPTH_NESTING);
1992         }
1993         return ret;
1994 }
1995
1996 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
1997
1998 /*
1999  * double_lock_balance - lock the busiest runqueue, this_rq is locked already.
2000  */
2001 static inline int double_lock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2002 {
2003         if (unlikely(!irqs_disabled())) {
2004                 /* printk() doesn't work well under rq->lock */
2005                 raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
2006                 BUG_ON(1);
2007         }
2008
2009         return _double_lock_balance(this_rq, busiest);
2010 }
2011
2012 static inline void double_unlock_balance(struct rq *this_rq, struct rq *busiest)
2013         __releases(busiest->lock)
2014 {
2015         raw_spin_unlock(&busiest->lock);
2016         lock_set_subclass(&this_rq->lock.dep_map, 0, _RET_IP_);
2017 }
2018
2019 static inline void double_lock(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
2020 {
2021         if (l1 > l2)
2022                 swap(l1, l2);
2023
2024         spin_lock(l1);
2025         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2026 }
2027
2028 static inline void double_lock_irq(spinlock_t *l1, spinlock_t *l2)
2029 {
2030         if (l1 > l2)
2031                 swap(l1, l2);
2032
2033         spin_lock_irq(l1);
2034         spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2035 }
2036
2037 static inline void double_raw_lock(raw_spinlock_t *l1, raw_spinlock_t *l2)
2038 {
2039         if (l1 > l2)
2040                 swap(l1, l2);
2041
2042         raw_spin_lock(l1);
2043         raw_spin_lock_nested(l2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2044 }
2045
2046 /*
2047  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2048  *
2049  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2050  * you need to do so manually before calling.
2051  */
2052 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2053         __acquires(rq1->lock)
2054         __acquires(rq2->lock)
2055 {
2056         BUG_ON(!irqs_disabled());
2057         if (rq1 == rq2) {
2058                 raw_spin_lock(&rq1->lock);
2059                 __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2060         } else {
2061                 if (rq1 < rq2) {
2062                         raw_spin_lock(&rq1->lock);
2063                         raw_spin_lock_nested(&rq2->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2064                 } else {
2065                         raw_spin_lock(&rq2->lock);
2066                         raw_spin_lock_nested(&rq1->lock, SINGLE_DEPTH_NESTING);
2067                 }
2068         }
2069 }
2070
2071 /*
2072  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2073  *
2074  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2075  * you need to do so manually after calling.
2076  */
2077 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2078         __releases(rq1->lock)
2079         __releases(rq2->lock)
2080 {
2081         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
2082         if (rq1 != rq2)
2083                 raw_spin_unlock(&rq2->lock);
2084         else
2085                 __release(rq2->lock);
2086 }
2087
2088 extern void set_rq_online (struct rq *rq);
2089 extern void set_rq_offline(struct rq *rq);
2090 extern bool sched_smp_initialized;
2091
2092 #else /* CONFIG_SMP */
2093
2094 /*
2095  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
2096  *
2097  * Note this does not disable interrupts like task_rq_lock,
2098  * you need to do so manually before calling.
2099  */
2100 static inline void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2101         __acquires(rq1->lock)
2102         __acquires(rq2->lock)
2103 {
2104         BUG_ON(!irqs_disabled());
2105         BUG_ON(rq1 != rq2);
2106         raw_spin_lock(&rq1->lock);
2107         __acquire(rq2->lock);   /* Fake it out ;) */
2108 }
2109
2110 /*
2111  * double_rq_unlock - safely unlock two runqueues
2112  *
2113  * Note this does not restore interrupts like task_rq_unlock,
2114  * you need to do so manually after calling.
2115  */
2116 static inline void double_rq_unlock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
2117         __releases(rq1->lock)
2118         __releases(rq2->lock)
2119 {
2120         BUG_ON(rq1 != rq2);
2121         raw_spin_unlock(&rq1->lock);
2122         __release(rq2->lock);
2123 }
2124
2125 #endif
2126
2127 extern struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
2128 extern struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq);
2129
2130 #ifdef  CONFIG_SCHED_DEBUG
2131 extern bool sched_debug_enabled;
2132
2133 extern void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu);
2134 extern void print_rt_stats(struct seq_file *m, int cpu);
2135 extern void print_dl_stats(struct seq_file *m, int cpu);
2136 extern void print_cfs_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct cfs_rq *cfs_rq);
2137 extern void print_rt_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct rt_rq *rt_rq);
2138 extern void print_dl_rq(struct seq_file *m, int cpu, struct dl_rq *dl_rq);
2139 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2140 extern void
2141 show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m);
2142 extern void
2143 print_numa_stats(struct seq_file *m, int node, unsigned long tsf,
2144         unsigned long tpf, unsigned long gsf, unsigned long gpf);
2145 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2146 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
2147
2148 extern void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
2149 extern void init_rt_rq(struct rt_rq *rt_rq);
2150 extern void init_dl_rq(struct dl_rq *dl_rq);
2151
2152 extern void cfs_bandwidth_usage_inc(void);
2153 extern void cfs_bandwidth_usage_dec(void);
2154
2155 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
2156 #define NOHZ_BALANCE_KICK_BIT   0
2157 #define NOHZ_STATS_KICK_BIT     1
2158
2159 #define NOHZ_BALANCE_KICK       BIT(NOHZ_BALANCE_KICK_BIT)
2160 #define NOHZ_STATS_KICK         BIT(NOHZ_STATS_KICK_BIT)
2161
2162 #define NOHZ_KICK_MASK  (NOHZ_BALANCE_KICK | NOHZ_STATS_KICK)
2163
2164 #define nohz_flags(cpu) (&cpu_rq(cpu)->nohz_flags)
2165
2166 extern void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq);
2167 #else
2168 static inline void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq) { }
2169 #endif
2170
2171
2172 #ifdef CONFIG_SMP
2173 static inline
2174 void __dl_update(struct dl_bw *dl_b, s64 bw)
2175 {
2176         struct root_domain *rd = container_of(dl_b, struct root_domain, dl_bw);
2177         int i;
2178
2179         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_sched_held(),
2180                          "sched RCU must be held");
2181         for_each_cpu_and(i, rd->span, cpu_active_mask) {
2182                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
2183
2184                 rq->dl.extra_bw += bw;
2185         }
2186 }
2187 #else
2188 static inline
2189 void __dl_update(struct dl_bw *dl_b, s64 bw)
2190 {
2191         struct dl_rq *dl = container_of(dl_b, struct dl_rq, dl_bw);
2192
2193         dl->extra_bw += bw;
2194 }
2195 #endif
2196
2197
2198 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
2199 struct irqtime {
2200         u64                     total;
2201         u64                     tick_delta;
2202         u64                     irq_start_time;
2203         struct u64_stats_sync   sync;
2204 };
2205
2206 DECLARE_PER_CPU(struct irqtime, cpu_irqtime);
2207
2208 /*
2209  * Returns the irqtime minus the softirq time computed by ksoftirqd.
2210  * Otherwise ksoftirqd's sum_exec_runtime is substracted its own runtime
2211  * and never move forward.
2212  */
2213 static inline u64 irq_time_read(int cpu)
2214 {
2215         struct irqtime *irqtime = &per_cpu(cpu_irqtime, cpu);
2216         unsigned int seq;
2217         u64 total;
2218
2219         do {
2220                 seq = __u64_stats_fetch_begin(&irqtime->sync);
2221                 total = irqtime->total;
2222         } while (__u64_stats_fetch_retry(&irqtime->sync, seq));
2223
2224         return total;
2225 }
2226 #endif /* CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING */
2227
2228 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ
2229 DECLARE_PER_CPU(struct update_util_data __rcu *, cpufreq_update_util_data);
2230
2231 /**
2232  * cpufreq_update_util - Take a note about CPU utilization changes.
2233  * @rq: Runqueue to carry out the update for.
2234  * @flags: Update reason flags.
2235  *
2236  * This function is called by the scheduler on the CPU whose utilization is
2237  * being updated.
2238  *
2239  * It can only be called from RCU-sched read-side critical sections.
2240  *
2241  * The way cpufreq is currently arranged requires it to evaluate the CPU
2242  * performance state (frequency/voltage) on a regular basis to prevent it from
2243  * being stuck in a completely inadequate performance level for too long.
2244  * That is not guaranteed to happen if the updates are only triggered from CFS
2245  * and DL, though, because they may not be coming in if only RT tasks are
2246  * active all the time (or there are RT tasks only).
2247  *
2248  * As a workaround for that issue, this function is called periodically by the
2249  * RT sched class to trigger extra cpufreq updates to prevent it from stalling,
2250  * but that really is a band-aid.  Going forward it should be replaced with
2251  * solutions targeted more specifically at RT tasks.
2252  */
2253 static inline void cpufreq_update_util(struct rq *rq, unsigned int flags)
2254 {
2255         struct update_util_data *data;
2256
2257         data = rcu_dereference_sched(*per_cpu_ptr(&cpufreq_update_util_data,
2258                                                   cpu_of(rq)));
2259         if (data)
2260                 data->func(data, rq_clock(rq), flags);
2261 }
2262 #else
2263 static inline void cpufreq_update_util(struct rq *rq, unsigned int flags) {}
2264 #endif /* CONFIG_CPU_FREQ */
2265
2266 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
2267 unsigned int uclamp_eff_value(struct task_struct *p, unsigned int clamp_id);
2268
2269 static __always_inline
2270 unsigned int uclamp_util_with(struct rq *rq, unsigned int util,
2271                               struct task_struct *p)
2272 {
2273         unsigned int min_util = READ_ONCE(rq->uclamp[UCLAMP_MIN].value);
2274         unsigned int max_util = READ_ONCE(rq->uclamp[UCLAMP_MAX].value);
2275
2276         if (p) {
2277                 min_util = max(min_util, uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN));
2278                 max_util = max(max_util, uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX));
2279         }
2280
2281         /*
2282          * Since CPU's {min,max}_util clamps are MAX aggregated considering
2283          * RUNNABLE tasks with _different_ clamps, we can end up with an
2284          * inversion. Fix it now when the clamps are applied.
2285          */
2286         if (unlikely(min_util >= max_util))
2287                 return min_util;
2288
2289         return clamp(util, min_util, max_util);
2290 }
2291
2292 static inline unsigned int uclamp_util(struct rq *rq, unsigned int util)
2293 {
2294         return uclamp_util_with(rq, util, NULL);
2295 }
2296 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2297 static inline unsigned int uclamp_util_with(struct rq *rq, unsigned int util,
2298                                             struct task_struct *p)
2299 {
2300         return util;
2301 }
2302 static inline unsigned int uclamp_util(struct rq *rq, unsigned int util)
2303 {
2304         return util;
2305 }
2306 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2307
2308 #ifdef arch_scale_freq_capacity
2309 # ifndef arch_scale_freq_invariant
2310 #  define arch_scale_freq_invariant()   true
2311 # endif
2312 #else
2313 # define arch_scale_freq_invariant()    false
2314 #endif
2315
2316 #ifdef CONFIG_SMP
2317 static inline unsigned long capacity_orig_of(int cpu)
2318 {
2319         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig;
2320 }
2321 #endif
2322
2323 /**
2324  * enum schedutil_type - CPU utilization type
2325  * @FREQUENCY_UTIL:     Utilization used to select frequency
2326  * @ENERGY_UTIL:        Utilization used during energy calculation
2327  *
2328  * The utilization signals of all scheduling classes (CFS/RT/DL) and IRQ time
2329  * need to be aggregated differently depending on the usage made of them. This
2330  * enum is used within schedutil_freq_util() to differentiate the types of
2331  * utilization expected by the callers, and adjust the aggregation accordingly.
2332  */
2333 enum schedutil_type {
2334         FREQUENCY_UTIL,
2335         ENERGY_UTIL,
2336 };
2337
2338 #ifdef CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL
2339
2340 unsigned long schedutil_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
2341                                  unsigned long max, enum schedutil_type type,
2342                                  struct task_struct *p);
2343
2344 static inline unsigned long cpu_bw_dl(struct rq *rq)
2345 {
2346         return (rq->dl.running_bw * SCHED_CAPACITY_SCALE) >> BW_SHIFT;
2347 }
2348
2349 static inline unsigned long cpu_util_dl(struct rq *rq)
2350 {
2351         return READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
2352 }
2353
2354 static inline unsigned long cpu_util_cfs(struct rq *rq)
2355 {
2356         unsigned long util = READ_ONCE(rq->cfs.avg.util_avg);
2357
2358         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
2359                 util = max_t(unsigned long, util,
2360                              READ_ONCE(rq->cfs.avg.util_est.enqueued));
2361         }
2362
2363         return util;
2364 }
2365
2366 static inline unsigned long cpu_util_rt(struct rq *rq)
2367 {
2368         return READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
2369 }
2370 #else /* CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL */
2371 static inline unsigned long schedutil_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
2372                                  unsigned long max, enum schedutil_type type,
2373                                  struct task_struct *p)
2374 {
2375         return 0;
2376 }
2377 #endif /* CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL */
2378
2379 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
2380 static inline unsigned long cpu_util_irq(struct rq *rq)
2381 {
2382         return rq->avg_irq.util_avg;
2383 }
2384
2385 static inline
2386 unsigned long scale_irq_capacity(unsigned long util, unsigned long irq, unsigned long max)
2387 {
2388         util *= (max - irq);
2389         util /= max;
2390
2391         return util;
2392
2393 }
2394 #else
2395 static inline unsigned long cpu_util_irq(struct rq *rq)
2396 {
2397         return 0;
2398 }
2399
2400 static inline
2401 unsigned long scale_irq_capacity(unsigned long util, unsigned long irq, unsigned long max)
2402 {
2403         return util;
2404 }
2405 #endif
2406
2407 #if defined(CONFIG_ENERGY_MODEL) && defined(CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL)
2408
2409 #define perf_domain_span(pd) (to_cpumask(((pd)->em_pd->cpus)))
2410
2411 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(sched_energy_present);
2412
2413 static inline bool sched_energy_enabled(void)
2414 {
2415         return static_branch_unlikely(&sched_energy_present);
2416 }
2417
2418 #else /* ! (CONFIG_ENERGY_MODEL && CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL) */
2419
2420 #define perf_domain_span(pd) NULL
2421 static inline bool sched_energy_enabled(void) { return false; }
2422
2423 #endif /* CONFIG_ENERGY_MODEL && CONFIG_CPU_FREQ_GOV_SCHEDUTIL */